DE2616170A1 - LOW POROUS CEMENT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURING - Google Patents
LOW POROUS CEMENT AND METHOD FOR ITS MANUFACTURINGInfo
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Westvaco Corporation 13. April 1976Westvaco Corporation April 13, 1976
New York, N. Y. 10017, USA Gö/Jg - 11 362 C9598206US)New York, N.Y. 10017, USA Gö / Jg - 11 362 C9598206US)
Niedrigporöser Zement und Verfahren zu seiner HerstellungLow porosity cement and process for its manufacture
Die Erfindung betrifft niedrigporösen Zement und Verfahren zu seiner Herstellung. Insbesondere betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung von niedrigporösem Zement aus einem hydraulischen Zement mit Alkall-Bikarbonaten und LIgnosu1fonaten, die Zementbreie ergeben, weiche eine längere Abbindezeit und geringere Ausdehnung haben, was auf die A1kall-ZuschIagstoff-Reaktionen und andere Beihilfen zurückzuführen ist.The invention relates to low porosity cement and methods for its manufacture. In particular, the invention relates to methods for producing low-porosity cement from a hydraulic cement with alkali bicarbonates and LIgnosu1fonaten, which give cement slurries, give way to a longer one Setting time and lower expansion have what aids the A1kall aggregate reactions and other aids is due.
Die Herstellung von Zementen erfolgt durch Kalzinieren geeigneter Rohmaterialien, im allgemeinen einer Mischung aus kalkhaltigen und tonhaltigen Materialien, wodurch Sinterschlacke bzw. Zementklinker entsteht. Den weitaus größten Anteil an den erzeugten Mengen haben die Portlandzemente. Herkömmlicherwelse wird der Klinker mit geringen Mengen Gips, d. h. bis zu etwa 9 %, vermischt und üblicherweise In einer Art Kugelmühle zu einer feiηvertel1 ten Beschaffenheit mit einem relativ großen Oberflächenanteil vermählen, was dann den fertigen Zement ergibt.Cements are produced by calcining suitable raw materials, generally a mixture of calcareous and clayey materials, which results in sintering slag or cement clinker. Portland cements have by far the largest share of the quantities produced. Conventionally, the clinker is mixed with small amounts of gypsum, ie up to about 9 %, and usually ground in a kind of ball mill to a feiηvertel1 th consistency with a relatively large surface area, which then results in the finished cement.
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Der gipshaltige, gemahlene Klinker wird mit der erforderlichen Menge Wasser zu einem Brei vermischt. Richtig zubereitete Zementbreie binden innerhalb einiger Stunden ab und härten dann langsam aus. Zementbreie werden entweder mit feinen Zuschlagstoffen oder Sand zur Bereitung von Mörtel oder mit gröberen Zuschlagstoffen wie Kies, Steinen und ähnlichem zur Bereitung von Beton vermischt. Der Zementbrei wirkt als zementierender Stoff. Für die Festigkeit und andere Eigenschaften des sich daraus ergebenden Mörtels oder Betons Ist seine Zusammensetzung ausschlaggebend.The gypsum-containing, ground clinker is with the required Amount of water mixed into a pulp. Correctly prepared cement slurry will set within a few hours and then slowly harden. Cement slurries are made with either fine aggregates or sand for the preparation of Mortar or with coarser aggregates such as gravel, stones and the like mixed for the preparation of concrete. The cement paste acts as a cementing substance. For strength and other properties of the resulting mortar, or Concrete is its composition decisive.
Einer der für die Eigenschaften des ausgehärteten Zementbreis und folglich des Mörtels und Betons maßgebenden Hauptfaktoren ist das Verhältnis von Wasser zu Zement In der frischen Mischung. Je niedriger das Wasser-Zement-VerhäItnls, desto höher die Festigkeit, geringer die Schrumpfung und besser die Beständigkeit gegen Frost und Korrosion. Ein niedriges Wasser-Zement-Verhältnis wird also deshalb angestrebt - in der herkömmlichen Praxis liegt es normalerweise zwischen 0,4 und 0,6 -, um einen Beton oder Mörtel mit minimaler Schrumpfung und erhöhter Endfestigkeit zu erhalten. Jedoch ist eine Lösung dafür nicht einfach darin zu sehen, das Wasser-Zement-Verhältnis von herkömmlichen Portlandzementen zu verringern.One of the most important for the properties of the hardened cement paste and consequently the main determinant of the mortar and concrete is the ratio of water to cement In the fresh mix. The lower the water-cement ratio, the higher the strength, the lower the shrinkage and the better the resistance to frost and corrosion. A low water-cement ratio is therefore used strived for - in conventional practice it usually lies between 0.4 and 0.6 - to obtain a concrete or mortar with minimal shrinkage and increased ultimate strength. However, a solution to this is not simply to be seen in the water-cement ratio of conventional Portland cements to reduce.
So kann also unglücklicherweise die Tatsache, daß ein Verringern des Wassergehaltes die Ei genschaften'des ausgehärteten Betons verbessert, nur bis zu einem bestimmten Grad ausgenutzt werden, da das Absenken des Wassergehalts gleichzeitig zu einer Verschlechterung der Verarbeitbarkeit der Betonmischung führt. Die Forderung nach zufriedenstellender Verarbeitbarkeit der frischen Betonmischung Ist der Grund für die Tatsache, daß der Wassergehalt der Betonmischungen in der Praxis weit über der Wassermenge liegt, die für eineSo unfortunately the fact that a decrease the water content the properties of the hardened egg Concrete improves, can only be used to a certain extent, since the lowering of the water content at the same time to a deterioration in the processability of the Concrete mix leads. The demand for more satisfactory Workability of the fresh concrete mix is the reason for the fact that the water content of the concrete mixes in practice is far more than the amount of water required for a
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vollständige Hydration des Zements erforderlich wäre. Während die für eine vollständige Hydration des Zements nötige Wassermenge bei ungefähr 22 - 23 % liegt, w-Ird In der herkömmlichen Praxis eine Wassermenge von ca. 40 % und üblicherweise zwischen 45 - 80 % verwendet.complete hydration of the cement would be required. While the amount of water required for complete hydration of the cement is around 22-23 % , w-Ird In conventional practice, an amount of water of around 40 % and usually between 45-80% is used.
Selbst bei Verwendung herkömmlicher Wasserreduzierungsmittel (hauptsächlich LIgnosulfonate aus Sulfitablauge bei der ZeI1stoffherstelIung) Ist lediglich eine Verringerung des zugegebenen Wassers um etwa 10 % möglich. Das In einer Betonmischung aus gewöhnlichem Zemen.t verbleibende Wasser liegt noch weit über der Menge, die für eine komplette Hydration des Zements nötig Ist. So könnte, wenn es möglich wäre, den Wassergehalt zu verringern, ohne daß sich die Verarbeltbarkeit verschlechtert oder ohne daß andere Nachtelle auftreten, ein bedeutender Gewinn an Festigkeit und eine Verbesserung einiger anderer Eigenschaften des ausgehärteten Betons erzielt werden.Even when using conventional water reducing agents (mainly lignosulphonates from sulphite waste liquor in the production of fuel), the added water can only be reduced by about 10 % . The water remaining in a concrete mix of ordinary cement is far more than the amount required for complete hydration of the cement. Thus, if it were possible to reduce the water content without deteriorating the workability or without other disadvantages, a significant gain in strength and an improvement in some other properties of the hardened concrete could be achieved.
Schon seit langer Zelt werden Versuche unternommen, durch Reduzierung des Wasser-Zement-VerhältnIsses einen Zement mit geringer Porösität zu erzeugen. Zum Beispiel ergibt sich aus der US-PS Nr. 2 174 051 von Winkler, daß eine größere Festigkeit mit einem niedrigeren Wasser-Zement-Verhältnls erreicht werden kann und daß gewisse organische Verbindungen wie Weinsteinsäure, Zitronensäure und ähnliches zur Beeinflussung der Abbindezeit hinzugegeben werden können.Attempts have been made by tent for a long time Reduction of the water-cement ratio a cement to produce with low porosity. For example, Winkler U.S. Patent No. 2,174,051 discloses that one greater strength with a lower water-cement ratio can be achieved and that certain organic compounds such as tartaric acid, citric acid and the like can be added to influence the setting time.
Entsprechend dem US-Patent Nr. 2 374 581 von Braun können dem gewöhnlichen CgIpshal11 gen) Portlandzement bei herkömmlichen Wasser-Zement-VerhäItnlssen geringe Mengen von WeInstelnsäure, weinsauren Salzen und Bikarbonaten beigegeben werden, um die Abbindegeschwindigkeit bei hohen Temperaturen beim Betonleren von Ölquellen zu verringern.According to U.S. Patent No. 2,374,581 to Braun, the common CgIpshal11 gen) Portland cement can be used in conventional Water-cement-ratios small amounts of whinestelic acid, Tartaric salts and bicarbonates are added to increase the setting speed at high temperatures to reduce when pouring concrete from oil wells.
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Das US-Patent Nr. 2 646 360 von Lea schlägt vor, einen glpshaltlgen Zementschlamm, ein AIkaII meta I I- oder ein ErdalkalfmetaII-LignIn-SuIfonat und ein AIka1i-Meta I1saI ζ einer anorganischen Säure (beispielsweise Natriumkarbonat) hinzuzugeben, um den Wasserverlust und so die anfänglich benötigte Wasserzugabe zu verringern.US Patent No. 2,646,360 to Lea suggests a similar method Cement slurry, an alkali metal I I or an alkaline earth metal lignin sulfonate and an Alka1i meta I1saI ζ an inorganic one Add acid (e.g. sodium carbonate), about the water loss and so the initially required Reduce the addition of water.
Andererseits wird von dem US-Patent Nr. 3 118 779 von Leonard offenbart, daß Natriumkarbonat als Beschleuniger wirkt, wenn es ohne die Anwesenheit von Lignin einem Portlandzement vom Typ (II (glpshaltlg) beigegeben wird.On the other hand, U.S. Patent No. 3,118,779 to Leonard discloses that sodium carbonate acts as an accelerator when it dated a Portland cement without the presence of lignin Type (II (glpshaltlg) is added.
Gemäß dem US-Patent Nr. 3 689 296 von Landry werden formaldehydmodIfiζierte KaI ζ I um-LIgnosu1fonate in Port 1andzementen verwendet, um die übliche Gesamtmenge der Gfpszugabe oder Teile davon zu ersetzen. Die für eine Mischung eines bestimmten Flüssigkeitsgrades erforderliche Wassermenge wird verrlngert.According to US Pat. No. 3,689,296 to Landry, formaldehyde-modified ones are used KaI ζ I um-LIgnosu1fonate in Port 1andzementen used to replace the usual total amount of Gfps addition or parts of it. The one for a mix of a particular Fluid level required amount of water extended.
Aus dem US-Patent Nr. 3 689 294 von Braunauer ergeben sich frühere Bemühungen zur Erzeugung von niedrigporösen Zementen durch Vermählen von Portlandzementen ohne Gips bis zu einemEarlier efforts to produce low porosity cements emerge from Braunauer, U.S. Patent No. 3,689,294 by grinding Portland cements without plaster to one
spezifischen Oberflachen Inha11 zwischen 6 000 - 9 000 cm /gm (Blalne) und durch Vermischen mit Alkall oder Erdalkall-IIgnosu1fonaten, AIka11karbonat und Wasser.specific surface area contents between 6,000 - 9,000 cm / gm (Blalne) and by mixing with alkali or alkaline earth gnosu1fonaten, Alkaline carbonate and water.
Nach dem US-Patent 3 782 984 von Allemand et al beschleunigt eine Zugabe von 0,5 - 5 % A IkaIl-Meta I I-Säure-Karbonaten zu Port Iandzementen die Abbindezelt.According to US Pat. No. 3,782,984 to Allemand et al, the addition of 0.5-5 % alkali metal meta acid carbonates to Port Iand cements accelerates the setting tent.
In der französischen Veröffentlichung "Les Adjuvants du Clment", herausgegeben von Albert Jolsel (Solsy, Frankreich 1973), veröffentlicht vom Autor, wird auf Seite 102 festgestellt, daß Natriumkarbonat In gewöhnlichem PortlandzementIn the French publication "Les Adjuvants du Clment ", edited by Albert Jolsel (Solsy, France 1973), published by the author, it is stated on page 102, that sodium carbonate in ordinary portland cement
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als Verzögerungsmittel wirkt, und wiederum auf Seite 132, daß Natrium-Bikarbonat zu glpshaltlgem Portlandzement auf die übliche Welse zugegeben werden kann.acts as a retarder, and again on page 132, that sodium bicarbonate to equivalent Portland cement the usual catfish can be added.
Der zuvor beschriebene Stand der Technik ist nicht als ausschließlich zu betrachten und enthält nicht die gesamte Technik für die Herstellung von niedrigporösem Zement.The prior art described above is not intended to be exclusive to be considered and does not contain the entire technology for the production of low-porosity cement.
Es Ist daher Aufgabe dieser Erfindung, Verfahren zur Bereitung eines verbesserten frelfIIeßenden Zementbreies mit niedriger Porösität verfügbar zu machen. Weiterhin soll die Möglichkeit geschaffen werden, Beton und Mörtel hoher Festigkeit mit η i edrl gporösetn Portlandzement ohne Gips, mit verbesserter Verarbeltbarkelt, längerer Abbindezeit und geringerer Ausdehnung verfügbar zu machen.It is therefore the object of this invention to provide a method for the preparation of an improved fruitless cement paste to make low porosity available. Furthermore, the possibility should be created, concrete and mortar higher Strength with η i edrl gporösetn Portland cement without gypsum, with improved processability, longer setting time and to make available smaller expansion.
Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe erfolgt dadurch, daß zur Herstellung von niedrigporösem Zement oder Zementbrei entsprechend einer Ausführungsform nach einem Mischschema gemahlener hydraulischer gipsfreier Zement mit 0,1 % - ca. 1,0 % Alkali- oder ErdaIka1I- LignosuIfunat oder sulfiertem Lignin und mit 0,1 - 2,0 % A1kaI I-BIkarbonat und mit 20 - 40 % Wasser zusammengesetzt werden. Gemäß einer abgewandelten Ausführungsform wird das A Ika1I — BIkarbonat mit dem Zement vermischt und das Lignin dem Mischwasser zugegeben, wonach die beiden Mischungen vereinigt werden. Entsprechend einer weiter abgewandelten AusfUhrungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Lignin mit dem Zement vermischt, das AI kaiI-Bikarbonat dem Wasser zugegeben und danach das Zement-LI gn I n-Gerni sch dem A 1 ka I I-BI karbonat-Wasser beigegeben. Bei einer weiteren Ausführungsform werden Lignin, Bikarbonat und Wasser vor der Zugabe zum gemahlenen Zement miteinander vermischt. Aus diesen Verfahren ergibt sich, daß es angezeigt Ist, für niedrigporösenThe solution according to the invention this object is achieved in that for the production of cement or cement slurry niedrigporösem according to an embodiment of a mixing scheme ground hydraulic gypsum-free cement with 0.1% - about 1.0% alkali metal or ErdaIka1I- LignosuIfunat or sulfonated lignin with 0 , 1 - 2.0 % AlkaI I-Bicarbonate and with 20 - 40 % water. According to a modified embodiment, the alkali bicarbonate is mixed with the cement and the lignin is added to the mixed water, after which the two mixtures are combined. According to a further modified embodiment of the method according to the invention, the lignin is mixed with the cement, the alkali bicarbonate is added to the water and then the cement is added to the alkali carbonate water. In another embodiment, lignin, bicarbonate and water are mixed together prior to addition to the ground cement. From these methods it follows that it is indicated for low porosity
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Zement eher AIkaI I-BIkarbonate zu verwenden als Alkali-Karbonate. Cement is more likely to use alkali carbonates than alkali carbonates.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung. Further details, features and advantages of the invention result from the following detailed description.
Im Zusammenhang mit dieser Erfindung verwendbare Zemente sind hydraulische Zemente. Hydraulische Zemente sind nicht ausschließlich Portlandzement, natürlicher Zement, weißer Zement, tonerdehaItIger Zement, Grappie-Zement, hydraulischer Kalk und der PozzoIan-Zement einschließlich derer, die aus Industrieschlacken entwickelt werden. Der Portlandzement ist der meistbenutzte hydraulische Zement. Zement-Cements useful in connection with this invention are hydraulic cements. Hydraulic cements are not Portland cement only, natural cement, whiter Cement, alumina cement, grappie cement, hydraulic Lime and PozzoIan cement including those which are developed from industrial slag. The Portland cement is the most widely used hydraulic cement. Cement-
2 klinker der obenbeschriebenen Arten werden auf 3.500 cm /gm2 clinkers of the types described above are set to 3,500 cm / gm
2 (Blalne) und feiner vermählen, d. h. bis auf 9.000 cm /gm.2 (Blalne) and finely ground, d. H. up to 9,000 cm / gm.
Als Hilfe zur Erzielung des gewünschten Feinheitsgrades werden in der Zementindustrie üblicherweise MahIhI Ifsstoffe verwendet, welche den Mahlvorgang in seiner Wirksamkeit unterstützen. Zufriedenstellende MahIhI Ifsstoffe sind unter anderen wasserlösliche Polyole wie Äthyjenglyko1, Polyäthylenglykol sowie andere wasserlösliche DIoIe. Im allgemeinen werden die MahIhI Ifsstoffe zum Zementklinker In einer Menge von 0,005 - 1,0 %, bezogen auf das Zementgewicht, zugegeben. Der gemahlene Zement kann eine Menge Abbindehemmer enthalten. Zusätzliche Beispiele für Mahlhllfsstoffe können den US-PSen 3 615 785 und 3 689 294 entnommen werden. Obgleich es typisch Ist, bei der Herstellung von Zement MahIhiIfsstoffe zu verwenden, sind sie nicht ein Teil der vorliegenden Erfindung.As an aid to achieving the desired degree of fineness, grinding substances are usually used in the cement industry, which support the effectiveness of the grinding process. Satisfactory milling substances include water-soluble polyols such as ethylene glycol, polyethylene glycol and other water-soluble oils. In general, the grinding ingredients are added to the cement clinker in an amount of 0.005-1.0 %, based on the cement weight. The ground cement can contain a lot of setting inhibitors. Additional examples of grinding aids can be found in U.S. Patents 3,615,785 and 3,689,294. While it is typical to use grinding additives in the manufacture of cement, they do not form part of the present invention.
Das Verfahren der vorliegenden Erfindung geht a|so von einem gipsfreien hydraulischen Zement aus. Nach dem Ver-The method of the present invention proceeds as follows a gypsum-free hydraulic cement. After the
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fahren der vorliegenden Erfindung können aus den Zementbreien
niedrigporöse Mörtel und Betonarten hergestellt
werden. Mit der Bezeichnung "niedrigporöser" Zement, wie
sie hler benutzt wird, Ist ein locker bzw. frei fließender
und verarbeitbarer Zementbrei mit einem Wasser-Zement-Verhältnls
(W/Z) von unterhalb 0,40 abwärts bis etwa 0,2 gemeint, bei verarbeitbaren Mörteln und Betonarten mit einem
W/Z-Verhältnls von vorzugsweise 0,35 abwärts bis 0,25.Driving of the present invention, low-porosity mortars and types of concrete can be produced from the cement slurries
will. Labeled "low porosity" cement, like
If it is used more often, it is a loose or free-flowing and workable cement paste with a water-cement ratio (W / C) from below 0.40 down to about 0.2, with workable mortars and types of concrete with a W / C -Ratio from preferably 0.35 down to 0.25.
In einem AusführungsbelspI el des Verfahrens wird der glpsfrele
hydraulische Zement mit 0,1 —.etwa 1,0 %, vorzugsweise
0,3 - 0,8 % bezogen auf das Gewicht des trockenen,
gemahlenen Zements eines Alkall- oder ErdaIka11-LIgnosulfonates
oder Erda1ka11-suIfIerten Llgnlns zusammengegeben.
Die LJgnosuIfonate fallen als Nebenprodukt beim Sulfitaufschluß
von Holzmaterlal Jen an.. Die Abfa 1If1üssIgkelten
dieses Aufschlußverfahrens enthalten große Mengen von Lignin
und LIgnlnprodukten In Verbindung mit anderen Materlallen.
Die sulflerten Llgnlne werden andererseits bei der Reaktion
von Llgnlnen erzeugt, die beim alkalischen Aufschluß der
Säurehydrolyse oder anderen bekannten Gewinnungsverfahren
mit einem anorganischen Sulfit, beispielsweise Natriumsulfit,
erhalten werden. Bei der vorliegenden Erfindung Ist jedes
der verschiedenen wasserlöslichen, sulflerten Llgnlne oder
Llgnosulfonate verwendbar. Es Ist jedoch vorzuziehen, sulfonlerte
Llgnlne zu verwenden, die frei vo/i Kohlenwasserstoffen
sind. Sulflerte Llgnlne, wie sie bei der Reaktion
von Sulfiten mit AIka11-LlgnI η erhalten werden, enthalten
keine erwähnenswerten Mengen dieser Kohlenwasserstoffe und
können folglich so verwendet werden wie sie sind. Die
sulflerten Llgnlne können In wasserlösliche Erdalkal!salze
umgewandelt und als solche verwendet werden, wie es In der
US-PS Nr. 2 141 570 beschrieben wird.In an exemplary embodiment of the method, the equal hydraulic cement is 0.1 - about 1.0 %, preferably 0.3 - 0.8 % based on the weight of the dry,
ground cement of an alkali metal or alkaline earth metal sulfonate or alkaline earth metal-suIfied oil. The lignosulfonates occur as a by-product in the sulphite digestion of wood material
This digestion process contains large amounts of lignin and lignin products in conjunction with other materials. On the other hand, the sulphurised oils are produced in the reaction of oils which are produced in the alkaline digestion of the
Acid hydrolysis or other known recovery processes
with an inorganic sulfite such as sodium sulfite. Any of the various water-soluble sulphurized oils or sulphonates can be used in the present invention. However, it is preferable to use sulfonated oils that are free of hydrocarbons. Contain sulphate lines, such as those obtained in the reaction of sulphites with alka11-lines
do not have appreciable amounts of these hydrocarbons and thus can be used as they are. the
Sulphurized oils can be converted into water-soluble alkaline earth salts and used as such, as described in US Pat. No. 2,141,570.
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In einer abgewandelten Ausführungsform des Verfahrens kann das sulflerte Lignin mit dem gemahlenen Zement oder mit dem Mischwasser zusammengegeben werden, oder es kann ein Teil des sulfierten Lignlns zu dem Zement und ein Teil in das Mischwasser gegeben werden. Bei Anwendung dieser verschiedenen Arbeitsweisen konnten bei den Ergebnissen keine wesentlichen Unterschiede beobachtet werden. Deshalb kann ein Teil des Lignlns dem gemahlenen Zement und der andere Teil dem Mischwasser zugegeben werden.In a modified embodiment of the method can the sulphured lignin can be combined with the ground cement or with the mixed water, or it can be a part of the sulfated lignin to the cement and part of the Mixed water can be given. When applying these different There were no significant ways of working in the results Differences are observed. Therefore can be a part of the lignin to the ground cement and the other part to the Mixed water can be added.
AI kai I — BIkarbonat wird in einer Menge von 0,3 - 2,0 %, vorzugsweise 0,7 - 1,5 %, bezogen auf das Zementtrockengewicht, verwendet. Natrium-Bikarbonat wird bevorzugt. Es Ist unwichtig, wie das Bikarbonat zugegeben wird, beispielsweise durch direkten Einschluß von Bikarbonat oder durch Zufügen von Natriumasche und Kohlendioxidsättigung. Es hat sich herausgestellt, daß bei der Verwendung von Alkali-Bikarbonat die Abbindezelt und die Verarbeitbarkeit gegenüber der Verwendung von Alkall-Karbonaten bei einem Wasser-Zement-Verhältnis von unterhalb 0,4 unerwarteterweise ansteigt. Es hat sich ebenfalls herausgestellt, daß beim Zusetzen des AIkaIi-BIkarbonats zum Zement ein unerwarteter Anstieg gegenüber einem Zusatz von Alkali-Karbonat erreicht wird. Noch überraschender war die Tatsache, daß bei Auflösen des AIkaI I-BIkarbonats Im Mischwasser sogar noch bessere Ergebnisse im Hinblick auf die Steuerung der Abbindezeit und verbesserten Fluß erzielt werden als bei der Anwendung anderer Mischungsabläufe. Die verwendete Wassermenge liegt bei 20 - 40 %, bezogen auf das Zementtrockengewicht oder ein Wasser-Zement-Verhältnls (W/Z) von 0,4 - 0,2. Die Art, In der das Bikarbonat dem Wasser beigemischt wird, kann variiert werden. Beispielsweise kann das Bikarbonat selbst zugefügt werden, oder es kann kalziniertes Soda zugefügt und mit Kohlendloxid gesättigt werden.AI kai I - bicarbonate is used in an amount of 0.3-2.0 %, preferably 0.7-1.5%, based on the dry cement weight. Sodium bicarbonate is preferred. It is unimportant how the bicarbonate is added, for example by direct inclusion of bicarbonate or by adding sodium ash and carbon dioxide saturation. It has been found that when using alkali bicarbonate, the setting time and the workability increases unexpectedly compared to the use of alkali carbonates at a water-cement ratio of below 0.4. It has also been found that when the alkali carbonate is added to the cement, an unexpected increase is achieved compared with the addition of alkali carbonate. Even more surprising was the fact that when the alkali carbonate was dissolved in the mixed water, even better results with regard to the control of the setting time and improved flow were achieved than when other mixing processes were used. The amount of water used is 20 - 40 %, based on the dry cement weight or a water-cement ratio (W / C) of 0.4 - 0.2. The way in which the bicarbonate is added to the water can be varied. For example, the bicarbonate can be added by itself, or soda ash can be added and saturated with carbon dioxide.
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In manchen Fällen kann es auch erwünscht sein, dem niedrigporösen System eine dritte Komponente hinzuzufügen, um eine wesentliche Verlängerung der plastischen Perlode des Mörtels und des Betons zu erreichen, wobei immer noch eine ausreichende Druckfestigkeit nach einem Tag gegeben ist. Diese in kleinen Mengen verwendeten Komponenten, beispielsweise 0,1 - 0,2 %, entstammen hauptsächlich zwei Klassen von Stoffen, nämlich oberflächenaktiven Mitteln und herkömmlichen Wasserreduzierungsmitteln/Abblndeverzögerungsmitteln. An ion i■ sehe oberflächenaktive Mittel können aus dem Natriumsalz des sulfierten AlkaI Idiphenyloxids bestehen, wogegen nicht-Ionische oberflächenaktive Mittel aus Po Iyäthy1 eng IykoI und ähnlichem bestehen. Stoffe aus der Klasse der Wasserreduzierungsmitte 1 /Abb i η deverzögerungsmltte I sind Kohlenwasserstoffe wie Holzmelasse, Saccharose, Dextrose und Hydroxy-Säuren wie NatrIum-GIukonat. Es können In niedrigporösen Systemen vorteilhafterweise auch typische Luft-Auslade bzw. entziehende Mittel wie beispielsweise TrIbutyI phosphat benutzt werden.In some cases it may also be desirable to add a third component to the low-porosity system in order to achieve a substantial extension of the plastic perlode of the mortar and the concrete, while still providing sufficient compressive strength after one day. These components used in small amounts, e.g. 0.1-0.2%, come from mainly two classes of substances, namely surfactants and conventional water reducing agents / anti-aging agents. Anionic surfactants can consist of the sodium salt of the sulfated alkali idiphenyl oxide, whereas nonionic surfactants consist of polyethy1, iykoI and the like. Substances from the class of water reducing agents 1 / Fig. I η de-delaying agents I are hydrocarbons such as wood molasses, sucrose, dextrose and hydroxy acids such as sodium gluconate. In low-porosity systems, typical air discharges or evacuating agents, such as, for example, tri-butyl phosphate, can advantageously also be used.
Ein weiterer wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht darin, daß die Zugabe von A1ka1 I-BIkarbonat das Potential für die AlkaI I-Zusch1agstoff-ReaktI on, die bei der AI kai1-(NaOH)-BiI dung im Zement stattfindet, wesentlich vermindert. Die potentielle Ausdehnung beim Gebrauch von Alkali-Karbonat und AlkaΠ-BIkarbonat In niedrigporösen Systemen wurde bei Verwendung eines hochreaktiven Zuschlagstoffes (zerkleinertes Hartglas) gemäß dem In ASTM C-22 angeführten Verfahren gemessen. Die Ergebnisse zeigten eine geringere Ausdehnung eines niedrigporösen mit NaHCO, bereiteten Mörtels im Vergleich mit einem entsprechenden Na2CO -System. Außerdem vermindern auch kleine Mengen (0,05 - 1,5 %) von Lithiumsalzen die Ausdehnung sowohl von AIka1I-Karbonate, als auch . -Bikarbonate enthaltenden niedrigporösen Hartg 1 asmörtel η .Another important aspect of the present invention is that the addition of alkali carbonate substantially reduces the potential for the alkali additive reaction that takes place in the formation of alkali (NaOH) in cement. The potential expansion when using alkali carbonate and alkali carbonate in low-porosity systems was measured using a highly reactive aggregate (crushed hard glass) according to the method specified in ASTM C-22. The results showed a lower expansion of a low-porosity mortar prepared with NaHCO in comparison with a corresponding Na 2 CO system. In addition, small amounts (0.05 - 1.5 %) of lithium salts reduce the expansion of both alkali carbonates and. -Bicarbonate-containing low-porosity hard cement mortar η.
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Mit den verschiedenen Kombinationen von Zusätzen und Mischungsabläufen wird die Notwendigkeit umgangen, Gips zuzusetzen, und es entsteht ein fre!fI Ießender, verarbeitbarer, niedrigporöser Zementbrei mit ausgedehnter und steuerbarer Abbindezelt. Die durch Verwendung der Zusätze und des Verfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung erhaltenen übei— ragenden Ergebnisse waren für die Herstellung von niedrigporösen Zementen im Hinblick auf den Stand der Technik völlig unerwartet. Entsprechend der voraufgehenden Beschreibung ist jeder der Zusätze zuvor in glpshaltigen PortIandzementen verwendet worden. Keines der nach dem Stand der Technik erzeugten Produkte kommt jedoch der mit den gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellten niedrigporösen Zementen erreichten Leistungsfähigkeit auch nur nahe.With the various combinations of additives and Mixing processes avoid the need to add plaster of paris, and the result is a more free-flowing, processable, low-porosity cement paste with extensive and controllable Binding tent. The obtained by using the additives and the method according to the present invention Excellent results were completely for the production of low-porosity cements with regard to the state of the art unexpectedly. According to the description above is any of the additives previously in portIand cements containing glps been used. However, none of the products made according to the prior art come with those according to the present Invention produced low-porosity cements achieved performance also only close.
Die Anwendung der vorliegenden Erfindung ergibt sich deutlich aus den folgenden Beispielen.The application of the present invention is evident from the following examples.
Dieses Beispiel soll die verlängerte Abb.Indezeit des Zementbreies darstellen, der anstatt mit AIkaI!-Karbonat mit AI kaiI-Bikarbonat hergestellt wurde. In diesem Beispiel wurde Port Iand-Zement-KII rter vom Typ I, vermählen auf 5,075 cm /gm (ASTM C-204), mit der folgenden Analyse verwendet. This example is intended to extend the duration of the cement slurry represent, which instead of AIkaI! carbonate with AI kaiI bicarbonate was produced. In this example Port Iand cement KII rter of type I, was wedded to 5.075 cm / gm (ASTM C-204), used with the following analysis.
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Die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften (die der Abbindezeit war am auffallendsten) von Zementbreien mit Alkali-Karbonaten und AIkaI I — BIkarbonaten sind In Tabelle 1 dargestellt. Die Menge des sulflerten Llgnins wurde bei 0,45 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, konstant gehalten, und das Wasser-Zement-Verhältnis betrug 0,25. Die Menge des AIkaI I-Karbonats wurde so festgesetzt, daß sie äquivalente Molarmengen von CO* ergab.The changes in physical properties (those of the Setting time was most noticeable) of cement slurries with Alkali carbonates and AIkaI I - bicarbonates are in Table 1 shown. The amount of sulphured lgnine was 0.45 percent by weight, based on the cement, kept constant, and the water-cement ratio was 0.25. the The amount of AlkaI carbonate was set so that it gave equivalent molar amounts of CO *.
Vergleich der Alkall-Karbonate und -Bikarbonate In bezug auf die Eigenschaften von niedrigporösen ZementbreienComparison of alkali carbonates and bicarbonates in relation to on the properties of low-porosity cement slurries
Versuchs- Art des Kar- Abbinde- DruckfestigkeitTest type of kar- binding- compressive strength
Nr. bonats % Fluß* zelt Cp.s.l.)No. Bonats % river * tent Cp.sl)
(MIn.) 1 Tag 7 Tage(Min.) 1 day 7 days
1 Na2CO3 1,26 4 + 13 10.400 11.6001 Na 2 CO 3 1.26 4 + 13 10,400 11,600
2 NaHCO3 1,0 4 + 38 10.200 18.9502 NaHCO 3 1.0 4 + 38 10,200 18,950
3 K2CO3.1.5 H2O 1,97 4 12 10.900 13.5003 K 2 CO 3 .1.5 H 2 O 1.97 4 12 10,900 13,500
4 KHCO3 1,19 4 + 19 9.600 16.5804 KHCO 3 1.19 4 + 19 9,600 16,580
Bemerkung: die FIußeInheI ten sind willkürlich gewählt (siehe Erklärung unten) und werden so In allen Beispielen verwendet. Die Beschaffenheit der In 1 Tabelle 1 verwendeten Zementbreie richtet sich nach der folgenden Skala:Note: the flow units are chosen arbitrarily (see explanation below) and are used in all examples. The nature of the In 1 Table 1 used cement slurries depends according to the following scale:
1. kaum plastischer Brei, bewegt sich nur unter Schwierigkelten, selbst bei Anwendung von Vlbration;1. Hardly plastic mush, only moves under difficult conditions, even when applying vibration;
2. plastischer Brei, jedoch nicht frelflIeßend, fließt leicht unter Vibration;2. plastic slurry, but not free flowing, flows easily under vibration;
3. frei fließender Brei, jedoch dick, kann ohne Vibration vergossen werden;3. Free flowing pulp, but thick, can without vibration to be shed;
4. leicht fließender Brei.4. easy flowing porridge.
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Die Ergebnisse In Tabelle I zeigen ein Ansteigen der Abbindezeit und hervorragende Druckfestigkeit nach 7 Tagen für Bikarbonatsysteme im Gegensatz zu Karbonatsystemen.The results in Table I show an increase in setting time and excellent compressive strength after 7 days for bicarbonate systems as opposed to carbonate systems.
Dieses Beispiel zeigt die verlängerte Abbindezeit von Zementbreien, bei welchen der Gebrauch von Alkali-Bikarbonat dem von AIkaI I-Karbonat vorgezogen wurde. Außerdem werden die besonderen erfindungsgemäßen Mischungsabläufe im Vergleich mit anderen Mischungsschemen, bei denen die gleichen Stoffe verwendet werden, dargestellt. Es wurde in diesem Beispiel ebenfalls Port Iand-Zement-KIinker vom Typ I vermählen auf 5,075 cm2/gm (ASTM C-204) wie Im Beispiel 1 verwendet.This example shows the extended setting time of cement slurries, in which the use of alkali bicarbonate was preferred to alkali carbonate. In addition, the particular mixing processes according to the invention are shown in comparison with other mixing schemes in which the same substances are used. In this example, Port Iand cement clay was also ground to 5.075 cm 2 / gm (ASTM C-204) as in Example 1.
In Tabelle II sind die Veränderungen der physikalischen Eigenschaften (die der Abbindezelt war am auffallendsten) von Zementbreien mit AIkaI I-Karbonaten und AIkaIi-BIkarbonaten bei Anwendung von zwei Mischungsschemen aufgezeichnet. Die Mischungsschemenbezeichnung aus Tabelle Il bedeutet, daß zuerst alle Komponenten innerhalb einer Klammer miteinander und dann mit der nächsten Komponente oder den nächsten Komponenten vermischt werden. Bei den Versuchsreihen 4 und 8, in denen eine Ausführungs form gemäß dem Verfahren der Erfindung dargestellt wird, erfolgt ein Mischen des Zements (Z) mit einem sulflerten A IkaIi-LignI η (LS) und Vermischen des AIkaI I-BIkarbonats (AK) mit Wasser (W) und darauffolgendes Mischen der beiden Mischungen. Bei den Versuchen mit ungeraden Nummern wurden Alkali-Karbonate una bei den restlichen Versuchen in anderen Mt schungsabIäufen AikaIi-Bikarbonate verwendet. Die Menge des sulfierten LIgnins wurde bei 0,45 Gewichtsprozent, bezogen auf den Zement, konstant gehalten, und das Wasser-Zement-VerhäItnIs betrug 0,25. Die Menge des AIkaIi-Karbonats wurde so festgesetzt, daß sie äquivalente Molarmengen von CO" bei allen Bei sp i el en ergab.In Table II are the changes in physical Features (which the tie-off tent was most noticeable) of cement slurries with AIkaI carbonates and AIkaIi bicarbonates recorded using two mixing schemes. The mixing scheme designation from Table II means that first all components within a bracket with each other and then mixed with the next component or components. In the test series 4 and 8, in which an embodiment according to the method of the invention is shown, takes place Mixing the cement (Z) with a sulphured A IkaIi-LignI η (LS) and mixing the AlkaI I-Bicarbonate (AK) with water (W) and then mixing the two mixtures. at the trials with odd numbers were alkali carbonates also in the remaining experiments in other training sequences AikaIi bicarbonates are used. The amount of sulfated LIgnins was at 0.45 weight percent based on the Cement, kept constant, and the water-cement ratio was 0.25. The amount of AlkaIi carbonate was set so that that they have equivalent molar amounts of CO "in all At games revealed.
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Vergleich der Alkali-Karbonate und-Bikarbonate und die Auswirkung der Mischungsfolge auf die Eigenschaften von niedrigporösen ZementbreienComparison of alkali carbonates and bicarbonates and the effect of Mixing sequence on the properties of low-porosity cement slurries
Versuch ... , , T „ . , . # c, o Abbinde- DruckfestigkeitTry ... ,, T ". ,. # c , o setting compressive strength
N . Mischfolge Karbonatart % Fluß .+ (ds!) N Mixing sequence carbonate type % flow. + (ds!)
1 Tag 7 Tage1 day 7 days
1 (Z + LS + AC) + W Na2CO3 1,26 4 + 13 10.400 11.6001 (Z + LS + AC) + W Na 2 CO 3 1.26 4 + 13 10,400 11,600
2 (Z + LS + AC) + W NaHCO3 1,0 4 + 38 10.200 18.9502 (Z + LS + AC) + W NaHCO 3 1.0 4 + 38 10,200 18,950
3 (Z + LS) + (AC + W) Na2CO3 1,26 4 + 23 10.100 13.4503 (Z + LS) + (AC + W) Na 2 CO 3 1.26 4 + 23 10,100 13,450
4 (Z + LS) + (AC + W) NaHCO3 1,0 4 + 143 9.800 16.7004 (Z + LS) + (AC + W) NaHCO 3 1.0 4 + 143 9,800 16,700
5 (Z + LS + AC) + W K2CO3-1.5 H3O 1,97 4 12 10.900 13.5005 (Z + LS + AC) + WK 2 CO 3 -1.5 H 3 O 1.97 4 12 10,900 13,500
6 (Z + LS + AC) + W KHCO3 1,19 4 + 19 9.600 16.5806 (Z + LS + AC) + W KHCO 3 1.19 4 + 19 9,600 16,580
7 (Z + LS) + (AC + W) K2CO3-1.5 H2O 1,97 4 + 20 10.800 14.3007 (Z + LS) + (AC + W) K 2 CO 3 -1.5 H 2 O 1.97 4 + 20 10,800 14,300
8 (Z + LS) + (AC * W) KHCO3 1,19 4 + 141 11.400 19.1508 (Z + LS) + (AC * W) KHCO 3 1.19 4 + 141 11,400 19,150
Bemerkung: die Flußeinheiten sind willkürlich gewählt (siehe Erklärung
unten) und werden so In allen Beispielen verwendet. Die
Beschaffenheit der in Tabelle II verwendeten Zementbreie
richtet sich nach der folgenden Skala:Note: the flow units are chosen arbitrarily (see explanation below) and are used in all examples. the
Nature of the cement slurries used in Table II
is based on the following scale:
1. kaum plastischer Brei, bewegt sich nur unter Schwierigkeiten, selbst bei Anwendung von Vibration;1. Hardly plastic pulp, moves only with difficulty, even with the application of vibration;
2. plastischer Brei, jedoch nicht frei fließend, fließt
leicht unter Vlbration;2. plastic slurry, but not free flowing, flows
slightly under vibration;
3. frelfIIeßender Brei, jedoch dick, kann ohne Vlbration
vergossen werden;3. Free-flowing pulp, but thick, can be used without blistering
to be shed;
4. leicht fließender Brei.4. easy flowing porridge.
Die Ergebnisse der Versuche 4 und 8 aus Tabelle II zeigen
deutlich das unerwartete Ansteigen der Abbindezelt für Bikarbonatsysteme gegenüber Karbonatsystemen und deutliche zusätz-The results of Runs 4 and 8 of Table II show
clearly the unexpected increase in the setting tent for bicarbonate systems compared to carbonate systems and significant additional
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liehe Vorteile beim Auflösen des Bikarbonats in Wasser, ohne die anderen Eigenschaften (Fluß und Druckfestigkeit) wesentlich zu verändern.advantages of dissolving bicarbonate in water, without the other properties (flow and compressive strength) to change significantly.
Be i sρ i e I 3Be i sρ i e I 3
In diesem Beispiel zeigt sich, daß das sulfierte Lignin entweder trocken vermischt oder Im Mischwasser gelöst werden kann. Hier wurde ein Teil der Klinker aus Beispiel 1 auf einem Oberflächen InhaIt von 4,525 cm /gm (Blalne) vermählen. Die Mischungsschemabezeichnung aus Tabelle III bedeutet, daß zuerst alle Komponenten Innerhalb einer Klammer vermischt und dann die nächste Komponente oder die nächsten Komponenten zugemischt werden. Bei Versuch Nr. 1 in Tabelle III werden beispielsweise zuerst der Zement (Z), das sulfierte Alkali-Lignin (LS) und das AIka1I-Karbonat (AC), das hier aus Natriumbikarbonat bestand, miteinander vermischt. Nachfolgend wurde das Wasser (W) zugemischt. Die Menge des sulfiel— ten LIgnins wurde konstant bei 0,35 Gewichtsprozent des Zements gehalten. Das Wasser-Zement-Verhältnis betrug 0,25.This example shows that the sulfated lignin is either mixed dry or dissolved in the mixed water can. Here a part of the clinker from Example 1 was on Grind a surface content of 4.525 cm / gm (Blalne). The mixture scheme designation from Table III means that first all components mixed within a bracket and then the next component or components are mixed in. In Experiment No. 1 in Table III, be for example first the cement (Z), the sulphated alkali lignin (LS) and the Alka1I carbonate (AC) that comes from here Sodium bicarbonate, mixed together. Below the water (W) was added. The amount of sulfiel— ten LIgnins was constant at 0.35 percent by weight of the Cement held. The water-cement ratio was 0.25.
Auswirkungen der Mischfolge auf die Eigenschaften γοη ηiedrigporösen ZementbreienEffects of the mixing sequence on the properties of low-porosity cement slurries
K Abbinde- Druckfestigkeit K setting compressive strength
Mischfolge , % Fluß zelt (p.s.I.)Mixing order, % flow tent (psI)
Γ (MIn.) I Tag 7 Tage Γ (Min.) I day 7 days
(Z + LS + AC) + W NaHCO3 0,80 4 + 32 9.200 17.250(Z + LS + AC) + W NaHCO 3 0.80 4 + 32 9,200 17,250
(Z + AC) + (LS + W) NaHCO3 0,80 4 + 36 10.700 18.350(Z + AC) + (LS + W) NaHCO 3 0.80 4 + 36 10,700 18,350
(Z + LS) + (AC + W) NaHCO3 0,80 4 + 98 10.800 17.100(Z + LS) + (AC + W) NaHCO 3 0.80 4 + 98 10,800 17,100
Z + (LS + AC + W) NaHCO3 0,80 4 + 96 10.500 19.200Z + (LS + AC + W) NaHCO 3 0.80 4 + 96 10,500 19,200
Die sich aus Tabelle III ergebenden Daten zeigen deutlich, daß das sulfierte Lignin entweder dem Mischwasser beigegebenThe data resulting from Table III clearly show that the sulfated lignin either added to the mixed water
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oder mit dem Zement trocken vermischt werden kann, ohne die Eigenschaften des Breies bemerkenswert zu verändern.or can be dry mixed with the cement without the Remarkably changing properties of the pulp.
Bei sp i el 4At game 4
Dieses Beispiel zeigt weiterhin die Überlegenheit niedrigporöser Zementbreie, die mit NaHCO, anstatt mit Na„C0 bereitet wurden. Es wurde gemahlener Zement mit unterschiedlichem OberflacheninhaIt der Klinker vom Typ I verschiedener Herkunft verwendet. In Tabelle IV werden die vergleichsweise längeren Abbindezelten und höheren Druckfestigkeiten nach 7 Tagen für die NaHCO,-Zementsysteme mit niedriger Porösität aufgezeigt. Das Wasser-Zement-VerhäItnIs war bei jedem Versuch 0,25. Die Menge des Alkali-Karbonats wurde so festgesetzt, daß sie annähernd äquivalente Molarmengen von CO* für jeden Zementklinker bei jedem Oberf1ächenInhalt ergab.This example also shows the superiority of low-porosity cement slurries that are produced with NaHCO instead of Na “CO were prepared. It was ground cement with different surface content of the clinker of type I different Origin used. In Table IV the comparative longer binding tents and higher compressive strengths 7 days for the NaHCO, cement systems with low porosity. The water-cement ratio was the same for everyone Attempt 0.25. The amount of alkali carbonate was set so that that it gave approximately equivalent molar amounts of CO * for each cement clinker for each surface area.
Auswirkungen verschiedener Zementklinker und Gesamtoberflächeninhalte auf die Eigenschaften von niedrigporösen ZementenEffects of different cement clinker and total surface area on the properties of low-porosity cements
flächer
bereicr
cm^/gmw υ v> ι
flatter
arear
cm ^ / gm
i artι- carbonate-
i art
zelt
(MIn.)Ligation
time
(Min.)
(p. s. I.)
1 Tag 7 TageCompressive strength
(ps I.)
1 day 7 days
3O,50 % sulfiertes Lignin 3 O, 50 % sulfated lignin
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Aus diesem Beispiel geht hervor, daß Zement mit verschiedenen Oberf1ächeninhaI ten und anderer Herkunft als im Beispiel 1 verwendet werden kann. Die Zementklinker "B" und "C" sind Klinker von Portlandzement Typ I verschiedener Herkunft. W/C - 0,25 in a[Jen FäIlen.This example shows that cement with different Surface content and origin other than in example 1 can be used. The cement clinkers "B" and "C" are Portland cement clinker type I of various origins. W / C - 0.25 in a [Jen cases.
Auswirkungen verschiedener Klinker und Oberflacheninha1 te auf Eigenschaften von niedrigporösen ZementbreienEffects of different clinkers and surface contents on properties of low-porosity cement slurries
flächen
bereich
cm^/gmUpper
surfaces
area
cm ^ / gm
zelt
(MIn.)Ligation
time
(Min.)
(p. s. i.)
1 Tag 7 TageCompressive strength
(psi)
1 day 7 days
Bemerkungen: 1O,55 % sulflertes Lignin und 1,0 % NaHCO3 2O,50 % sulflertes Lignin und 1,0 % NaHCO3 Notes: 1 O, 55 % sulphurised lignin and 1.0 % NaHCO 3 2 O, 50 % sulphurised lignin and 1.0 % NaHCO 3
Aus Tabelle V geht hervor, daß bei der Verwendung von Klinkern verschiedener Herkunft oder bei der Vermahlung von Klinkern auf verschiedene spezifische OberfIächeninhaIte keine wesentlichen Unterschiede beobachtet werden konnten.From Table V it can be seen that when using clinker of different origins or when grinding Clinker to various specific surface contents no significant differences could be observed.
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Die der Verwendung von AIka1I-Karbonaten vorzuziehende Verwendung von AI kaiϊ — BIkarbonaten verbessert auch In solchen Fällen, wo Wandströmungen auftreten, die Fließfähigkeit. Auch verbessert die Zugabe des AIkaI I-BIkarbonats zum Wasser die Fließfähigkeit. Die Beispiele aus der Tabelle VI verdeutlichen dies, wobei 0,45 % sulfiertes bzw. sulfoniertes Lignin und äquivalente Molarmengen von CO* mit dem gemahlenen Klinker "A" und 0,50 % sulfiertes Alkali-Lignln und äquivalente Molarmengen von CO* mit dem gemahlenen Klinker "B" verwendet wurden.The use of AI kaiϊ - bicarbonates, which is preferable to the use of AIka1I carbonates, also improves the flowability in cases where wall currents occur. The addition of the AlkaI I-Bicarbonate to the water also improves the flowability. The examples from Table VI illustrate this, with 0.45 % sulfated or sulfonated lignin and equivalent molar amounts of CO * with the ground clinker "A" and 0.50 % sulfated alkali lignin and equivalent molar amounts of CO * with the ground Clinker "B" were used.
Verbesserung des Fließverhaltens von niedrigporösen Zementbreien mit AI kaiϊ—BIkarbonaten und die bevorzugten MischungsfolgenImprovement of the flow behavior of low-porosity cement slurries with AI kaiϊ — bicarbonates and the preferred mixing sequences
kerClin
ker
flächen- Mischungs
bereich folge
cm2/nmUpper
surface mix
area follow
cm2 / nm
artcarbonate
art
zeit
(Min.)Ligation
Time
(Min.)
(p. s. i.)
1 Tag 7 TageCompressive strength
(psi)
1 day 7 days
5.025 ^^ '^ VJ ill
5,025
Bei diesen Ergebnissen zeigt sich, daß Zementbreie, die aus gipsfreiem, gemahlenem Klinker hergestellt wurden, in ihren Fließeigenschaften denen mit Natriumkarbonat hergestellten Zementbreien überlegen waren.These results show that cement slurries made from gypsum-free, ground clinker were produced, in terms of their flow properties those produced with sodium carbonate Cement slurries were superior.
Beim Gebrauch von Bikarbonaten wurde ebenfalls eine Verlängerung der Abbindezeit beobachtet, wenn aus SulfitlaugenWhen using bicarbonates, an extension was also achieved the setting time observed when made from sulphite liquors
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- ι- ι
Isolierte LignosuIfonate verwendet wurden. Im ganzen gesehen ergeben sich jedoch bessere Eigenschaften, wenn sulflerte A IkaIi-Lignine verwendet wurden.Isolated lignosulfonates were used. Seen as a whole however, better properties result when sulflerte A IkaIi lignins were used.
TabelIe VI ITABLE VI I
Vergleich von Alkali-Bikarbonat und Alkali-Karbonat bei Verwendung eines aus Sulfitschlamm abgeleiteten Ligno-SulfonatsComparison of alkali bicarbonate and alkali carbonate when in use a lignosulfonate derived from sulfite sludge
artcarbonate
art
zeit
(MIn.)Ligation
Time
(Min.)
Cp. s. i.)
1 Tag 7 TageCompressive strength
Cp. si)
1 day 7 days
Aus diesem Beispiel wird deutlich, wie ein niedrigporöser gemahlener HartgIasmörteI, der mit NaHCO bereitet wurde, sich im Vergleich mit einem entsprechenden niedrigporösen Mörtel mit Na„C0 deutlich weniger ausdehnt. Die Proben C-I und C-2 in Tabelle VIII zeigen die Verringerung der Ausdehnung nach 14 und 28 Tagen, wenn In einem niedrigporösen Hartglasmörtel gemäß dem Verfahren aus ASTM C-227 Na2CO3 durch NaHCO, ersetzt wurde (mit der äquivalenten Molarmenge von CO?) Die Proben C-3 und C-4 zeigen eine deutlich reduzierte Aus-From this example it becomes clear how a low-porosity, ground hard glass mortar which was prepared with NaHCO expands significantly less in comparison with a corresponding low-porosity mortar with Na 2 CO 2. Samples CI and C-2 in Table VIII show the reduction in expansion after 14 and 28 days when NaHCO3 was substituted for Na 2 CO 3 (with the equivalent molar amount of CO ?) Samples C-3 and C-4 show a significantly reduced
dehnuna sowohl bei den NaHC0_ als auch bei den Na„C0 -Syste-" 5 Zj dehnuna both with the NaHC0_ and with the Na "C0 -Syste- " 5 Zj
men mit niedriger Porosität, wenn ein Lithiumsalz (Li2CO3) im gemahlenen HartglasmörteI enthalten war. Aus diesen Beispielen ergibt sich die reduzierte Ausdehnung eines niedrigporösen Hartg1asmörteIs, wenn ein Alkali-Karbonat durch ein A IkaΠ-Bikarbonat ersetzt wurde, und ebenfalls eine Verringerung der Ausdehnung sowohl des Na7CO- als auch des NaHCO-Mörtels mit niedriger Porosität, wenn der Mischung ein Lithiumkarbonat beigegeben worden war.Men with low porosity when a lithium salt (Li 2 CO 3 ) was contained in the ground hard glass mortar. These examples show the reduced expansion of a low-porosity hard gas mortar when an alkali carbonate is replaced by an alkali bicarbonate, and also a reduction in the expansion of both the Na 7 CO and the NaHCO mortars with low porosity when the Mixture a lithium carbonate had been added.
- 19 -- 19 -
609845/0926609845/0926
Tabelle VIIITable VIII
Ausdehnung von niedrigporösen Hartglasmörtelstangen, die mit verschiedenen Alka1I-Karbonaten hergestellt wurdenExpansion of low-porosity toughened glass mortar rods that were made with different Alka1I carbonates
ρ__,Ω Alkall- α Ausdehnung, % rroDe karbonat " 14 Tage 28 Tageρ__, Ω alkali α expansion, % rroDe carbonate " 14 days 28 days
LI2C03NaHCO
LI 2 C0 3
0,221.00
0.22
0,221.26
0.22
Bemerkungen: Glas: Zement * 1,80Remarks: Glass: cement * 1.80
0,50 % sulfiertes Lignin W/C - 0,2750.50 % sulfated lignin W / C - 0.275
Dieses Beispiel dient zur Darstellung der Festigkeitseigenschaften von niedrigporösen Mörteln (NP), die gemäß dem Verfahren dieser Erfindung im Vergleich zu üblichen Wasser-Zement-VerhäItnissen mit einem akzeptablen Wasser-Zement-Verhältnis hergestellt wurden. Bei der Herstellung des Mörtels wurden 2,25 Teile feiner Sand pro einem Teil Zement verwendet.This example serves to illustrate the strength properties of low-porosity mortars (NP) made according to the procedure of this invention compared to conventional water-cement ratios with an acceptable water-cement ratio. When making the In the mortar, 2.25 parts of fine sand was used per one part of cement.
i.)
7 Tagegkel t
i.)
7 days
(p. s.
1 TagPressure resistant I
(ps
1 day
Bemerkung: 0^50 % sulflertes Lignin 1,0 % NaHCO3 Note: 0 ^ 50 % sulphurised lignin 1.0 % NaHCO 3
'6 0984 5/0976 - 20 -'6 0984 5/0976 - 20 -
Die Ergebnisse zeigen, daß mit den η I edr'r gporösen Zuschlagstoffen eine gute Festigkeit erreicht wird.The results show that with the η I edr'r gporous aggregates good strength is achieved.
Während die Erfindung hier mit Bezug auf verschiedene spezielle Stoffe, Verfahren und Beispiele beschrieben worden ist, ist es selbstverständlich, daß die Erfindung nicht auf besondere Stoffe, StoffkombinatIonen und für diesen Zweck gewählte Verfahren eingeschränkt ist. Es können zahlreiche Abwandlungen dieser Einzelheiten erfolgen, was für Fachleute leicht erkennbar ist.While the invention has been described herein with reference to various specific materials, methods, and examples is, it goes without saying that the invention does not apply special substances, combinations of substances and for this purpose chosen procedure is restricted. There can be numerous Modifications to these details are made, which will be readily apparent to those skilled in the art.
In den Tabellen steht "p. s. I." für "pound per square Inch" gleich 0,07031 -|^2 .In the tables it says "p. S. I." for "pound per square inch" equal to 0.07031 - | ^ 2.
S09845/09?6S09845 / 09? 6
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