ES2941780T3 - Aditivo de cemento, material de expansión y composición de cemento - Google Patents
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Abstract
Esta mezcla de cemento contiene una cal libre y un compuesto hidráulico, e incluye SrO como componente químico, en donde el contenido de la cal libre es de 10-98 partes en masa con respecto a un total de 100 partes en masa de la cal libre y el compuesto hidráulico. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aditivo de cemento, material de expansión y composición de cemento
Campo técnico
La presente invención se refiere a un aditivo de cemento, un material expansivo (un aditivo expansivo), y una composición de cemento, que, por ejemplo, se usan en los campos de ingeniería y construcción.
Antecedentes técnicos
La reducción en agrietamiento de cemento/hormigón es importante desde el punto de vista de la fiabilidad, durabilidad, bellezas, etc., y se desea más desarrollo de tecnologías respecto a un aditivo de cemento que tiene un efecto para mejorarlas, es decir, un material expansivo basado en cemento.
Se han ofrecido algunas propuestas de un material expansivo de hormigón capaz de desarrollar excelentes características de expansión en pequeñas cantidades (PTL 1), un material expansivo para cemento en el que la superficie de cal libre se recubre con carbonato de calcio (PTL 2), y así sucesivamente. Además, en los últimos años, se ha ofrecido una propuesta de uso conjunto de un material expansivo y un reductor de contracción (PTL 3). El documento US 3884710 A se refiere a cementos expansivos y una composición de cemento expansivo (PTL 5). El documento US 3303037 A se refiere a cementos hidráulicos y a componentes de los mismos (pTl 6).
Mientras tanto, se ha ofrecido una propuesta de un clínker de óxido de calcio con resistencia al apagado compuesto de una solución sólida de óxido de calcio y óxido de estroncio (PTL 4). Mientras tanto, se conoce un material expansivo capaz de producir etringita como un componente expansivo mediante reacción de aluminato tricálcico, yeso y agua (NPL 1).
Lista de citas
Bibliografía de patentes
PTL 1: Patente japonesa No. 4244261
PTL 2: JP 54-93020 A
PTL 3: JP 2003-12352 A
PTL 4: JP 57-205363 A
PTL 5: US 3884710 A
PTL 6: US 3303037 A
Bibliografía no de patente
NPL 1: "Symposium Committee Report on the High Performance/High Durability of Structures with Expanded Concrete (19 de Septiembre, 2003)".
Compendio de la invención
Problema técnico
Un material expansivo convencional tiene un rasgo característico de expandirse hasta una edad del material de 7 días. Pero, estaba implicado tal problema que el comportamiento de contracción de secado no cambia mucho comparado con el caso de no mezclarlo con el material expansivo. Además, aunque el uso conjunto del material expansivo y el reductor de contracción es eficaz para la inhibición de la contracción de secado, estaba implicado tal problema que las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo disminuyen.
El clínker de óxido de calcio resistente al apagado descrito en PTL 4 se dirige al uso como una materia prima refractaria básica, pero PTL 4 no describe en absoluto que este se use como un material expansivo para el fin de inhibir el agrietamiento del cemento/hormigón.
De lo anterior, un objeto de la presente invención es proporcionar un aditivo de cemento, un material expansivo, y una composición de cemento, que permite cada uno dar una gran expansión del cemento/hormigón sobre una edad de material inicial después de colocar el cemento/hormigón (por ejemplo, una edad de material de 2 a 7 días), inhibir una deformación de contracción de secado, e inhibir una disminución de las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo.
Solución al problema
En vista del problema anteriormente mencionado, los presentes inventores hicieron investigaciones extensas e intensivas. Como resultado, se ha encontrado que el problema anterior se puede resolver mediante un aditivo de cemento que contiene cal libre y un compuesto hidráulico y que también contiene SrO como un componente químico, llevando de esta manera a la realización de la presente invención. Específicamente, la presente invención es como sigue.
[1] Un aditivo de cemento que contiene cal libre y un compuesto hidráulico y que también contiene SrO como un componente químico, en donde
el contenido de cal libre es de 10 a 98 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento, caracterizado por
contener además ZrO2 como el componente químico, en donde el contenido del ZrO2 es de 0,0001 a 5,0 partes en masa basado en partes en masa del aditivo de cemento.
[2] El aditivo de cemento enunciado en [1], en donde el contenido de SrO es de 0,001 a 5,0 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento.
[3] El aditivo de cemento enunciado en [1] o [2], que además contiene yeso anhidro.
[4] El aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [3], en donde el contenido de cal libre es de 10 a 95 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento.
[5] El aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [4], en donde un área de superficie específica de Blaine es de 2.000 a 6.000 cm2/g.
[6] El aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [5], en donde la razón de contenido de partículas de 10 |jm o menos es del 30 al 60 % en volumen en una base de volumen, y la proporción de la razón de contenido A de partículas de 100 jm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 jm o menos (A/B) es de 1,5 a 4,0.
[7] El aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [6], que contiene, como el compuesto hidráulico, uno o más seleccionados del grupo que consiste en 3CaOAÍ2O3, 3CaO-3Al2O3-CaSO4, 3CaO SiO2, 2CaO SiO2, 4CaO Al2O3'Fe2O3, 6CaO'2Al2O3'Fe2O3, 6CaO'Al2O3'Fe2O3, y 2CaO'Fe2O3.
[8] El aditivo de cemento enunciado en [7], en donde 3CaOAhO3 está contenido como el compuesto hidráulico.
[9] Uso del aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [8] como un material expansivo.
[10] Una composición de cemento que contiene el aditivo de cemento enunciado en cualquiera de [1] a [8] y un cemento.
Efectos ventajosos de la invención
Según la presente invención, es posible dirigirse a proporcionar un aditivo de cemento, un material expansivo, y una composición de cemento, cada uno permite dar una gran expansión al cemento/hormigón sobre una edad de material inicial después de colocar el cemento/hormigón (por ejemplo, una edad de material de 2 a 7 días), inhibir una deformación de contracción de secado, e inhibir una disminución de las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo.
Descripción de formas de realización
El aditivo de cemento, el material expansivo, y la composición de cemento según las formas de realización de la presente invención se describen a continuación en el presente documento.
Los términos “partes” y “%” usados en esta especificación están en una base de masa a menos que se prescriba específicamente. Además, el “cemento/hormigón” como se denomina en la presente invención es un término general de pastas de cemento, morteros de cemento y hormigones de cemento.
[1. Aditivo de cemento y material expansivo]
El aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención contiene cal libre y un compuesto hidráulico y también contiene SrO y ZrO2 como componente químico. Alternativamente, el aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención contiene cal libre, un compuesto hidráulico, y yeso anhidro, y también contiene SrO y ZrO2 como componente químico. En el caso de referirse a “100 partes del aditivo de cemento” en la circunstancia de describir el contenido de cada componente, básicamente se refiere a “100 partes del total de la cal libre y el compuesto hidráulico”, y en el caso de contener el yeso anhidro, se refiere a “100 partes del total de la cal libre, el compuesto hidráulico y el yeso anhidro”.
(Cal libre)
La cal libre es una típicamente llamada “f-CaO (cal libre)”. En vista del hecho de que la cal libre está contenida en el aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención, se dan las características de expansión, y como resultado se inhibe la contracción de secado.
El contenido de la cal libre es preferiblemente de 10 a 98 partes, más preferiblemente de 10 a 95 partes, y aun más preferiblemente de 40 a 90 partes basado en 100 partes del aditivo de cemento. Cuando el contenido de la cal libre
es de 10 a 98 partes, el efecto de inhibir la contracción de secado se puede desarrollar sin causar una disminución de las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo.
En la cocción en el caso de preparar el aditivo de cemento, al aumentar la temperatura de cocción, o ajustar de forma apropiada las cantidades de mezclado y tamaños de partícula de las materias primas cargadas diferentes de la materia prima CaO, el diámetro de la partícula de cristal de la cal libre en el aditivo de cemento se puede hacer grande, o el contenido de la cal libre se puede aumentar.
(Compuesto hidráulico)
El compuesto hidráulico según una forma de realización de la presente invención se refiere a 3CaOAhO3 (abreviado como “C3A”), ye'elimita expresada por 3CaO-3Al2O3-CaSO4, 3CaOSiO2 (abreviado como “C3S”), silicato de calcio expresado por 2CaOSiO2 (abreviado como “C2S”), 4CaOAl2O3'Fe2O3 (abreviado como “C4AF”), 6CaO-2Al2O3-Fe2O3 (abreviado como “C6A2F”), aluminoferrita de calcio expresada por 6CaOAl2O3'Fe2O3 (abreviado como “C6AF”), ferrita de calcio expresada por 2CaOFe2O3 (abreviado como “C2F”), o similares. De estos uno o más de los mismos están preferiblemente contenidos. Sobre todo, uno o más de C3A, ye'elimita (especialmente 3CaO-3Al2O3-CaSO4), C4AF y C2S están preferiblemente contenidos, y C3A está más preferiblemente contenido.
En particular, cuando C3A está contenido, se puede fomentar la sinterización de f-CaO. Desde el punto de vista de fomentar la sinterización, el contenido de C3A en el compuesto hidráulico es preferiblemente del 0,5 al 60 % en masa, y más preferiblemente del 1 al 55 % en masa. Aunque el C3A incluye C3A cúbico y C3A ortorrómbico que son diferentes entre sí en la estructura cristalina debido a una diferencia en el contenido alcalino, el C3A en esta especificación significa ambos o uno cualquiera de C3A cúbico y C3A ortorrómbico.
El contenido del compuesto hidráulico es preferiblemente de 2 a 45 partes, más preferiblemente de 5 a 30 partes, y aun más preferiblemente de 7 a 20 partes basado en 100 partes del aditivo de cemento. Cuando el contenido del compuesto hidráulico es de 2 a 45 partes, se pueden dar altas características de expansión.
(Yeso anhidro)
Aunque el yeso anhidro es un componente arbitrario, cuando se añade, el contenido del yeso anhidro es preferiblemente de 3 a 50 partes, más preferiblemente de 10 a 40 partes, y aun más preferiblemente de 20 a 30 partes, basado en 100 partes del aditivo de cemento.
En el caso donde el contenido del yeso anhidro en el aditivo de cemento sea pequeño, el yeso anhidro se puede añadir por separado en una cantidad que varía desde 3 a 50 partes basado en 100 partes del aditivo de cemento.
(SrO)
El aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención contiene SrO como componente químico. Cuando una cantidad fijada de SrO se disuelve en sólido en el aditivo de cemento (o el material expansivo), es posible reducir la contracción de secado (a o después de una edad de material de 7 días). Además, también es posible mejorar la estabilidad de almacenamiento.
El contenido de SrO es preferiblemente de 0,001 a 5,0 partes en masa, más preferiblemente de 0,001 a 0,5 partes en masa, y aun más preferiblemente de 0,005 a 0,5 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento. En particular, cuando el contenido de SrO es de 0,001 a 0,5 partes en masa, el efecto para reducir la contracción de secado se vuelve más favorable.
(Otro componente)
El aditivo de cemento según la presente invención además contiene ZrO2 como componente químico. El contenido de ZrO2 es de 0,0001 a 5,0 partes en masa, más preferiblemente de 0,0001 a 0,1 partes en masa, y aun más preferiblemente de 0,0003 a 0,05 partes en masa. En particular, cuando el contenido de ZrO2 es de 0,0001 a 0,1 partes en masa, la fluidez se puede mejorar.
Un área de superficie específica de Blaine del aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención es preferiblemente de 2.000 a 6.000 cm2/g, y más preferiblemente de 2.500 a 5.000 cm2/g. Cuando el área de superficie específica de Blaine es de 2.000 a 6.000 cm2/g, se puede prevenir que se produzca la rotura de la estructura de hormigón que se va a producir debido a la expansión durante un periodo de tiempo extendido, y el rendimiento de expansión se puede mantener favorable.
El valor del área de superficie específica de Blaine en esta especificación se puede determinar según JIS R5201 (Método de Ensayo Físico para Cemento).
Desde el punto de vista de reducción de una pérdida de asentamiento, garantía de la cantidad de expansión con una pequeña cantidad de adición, y prevención de la prevención de salida hacia fuera, se prefiere que la razón de contenido de partículas de 10 |jm o menos sea el 30 al 60 % en volumen en una base de volumen, y la proporción de la razón de contenido A de partículas de 100 jm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 jm o menos (A/B) sea de 1,5 a 4,0. Es más preferido que la razón de contenido de partículas de 10 jm o menos sea del 20 al 60 % en masa, y la proporción de la razón de contenido A de partículas de 100 jm o meno y la razón de contenido B de partículas de 10 jm o menos (A/B) sea de 1,8 a 3,0.
La razón de contenido de partículas en esta especificación se calcula en base a la distribución de tamaño de partículas resultante de dispersar ultrasónicamente el aditivo de cemento en etanol durante 1 minuto usando un dispositivo de medida de la distribución del tamaño de partícula de difracción/dispersión láser y después llevando a cabo la medida en una base de volumen en condiciones a un índice de refracción de la muestra de 1,770 y a un índice de refracción del medio de dispersión de 1,360.
El aditivo de cemento de la presente invención se obtiene al mezclar de forma apropiada una materia prima de CaO, una materia prima de A^O3, una materia prima de Fe2O3, una materia prima de SiO2, una materia prima de CaSO4, y una materia prima de SrO, y una materia prima de ZrO2 y después cociendo la mezcla.
Los ejemplos de materia prima de CaO incluyen piedra caliza y cal apagada; los ejemplos de la materia prima de A^O3 incluyen bauxita y cenizas de aluminio; los ejemplos de la materia prima de Fe2O3 incluyen escoria de cobre y óxido de hierro comercialmente disponible; los ejemplos de la materia prima de SiO2 incluyen piedra de sílice; y los ejemplos de la materia prima de CaSO4 incluyen yeso dihidrato, yeso hemihidrato y yeso anhidro.
Aunque la materia prima de SrO no está particularmente restringida, los ejemplos de la misma incluyen celestita, estroncianita, óxido de estroncio, y carbonato de estroncio.
Aunque la materia prima de ZrO2 no está particularmente restringida, los ejemplos de la misma incluyen, óxido de circonio, hidróxido de circonio, carbonato de circonio, oxicloruro de circonio, sulfato de circonio, acetato de circonio, ácido orgánico de circonio, y arena de circonio.
En el caso donde SrO o ZrO2 está contenido en la materia prima de CaO, la materia prima de AhO3, la materia prima de SiO2, o la materia prima de CaSO4, no es necesario añadir de nuevo la materia prima de SrO o la materia prima de ZrO2.
Aunque ocasionalmente están contenidas impurezas en estas materias primas, tales no importan en un intervalo donde los efectos de la presente invención no están alterados. Los ejemplos de impurezas incluyen MgO, TiO2, MnO, P2O5, Na2O, K2O, Li2O, azufre, flúor, y cloro.
El aditivo de cemento se puede producir mezclando las materias primas anteriormente mencionadas de modo que se logre la composición mineral deseada y también la composición química deseada respecto a SrO y apropiadamente realizando pulverización, etc., seguido por cocción.
Aunque el método de cocción no está particularmente restringido, la cocción se realiza usando un horno eléctrico, un horno o similares a una temperatura de preferiblemente 1.100 a 1.600 °C, y más preferiblemente de 1.200 a 1.500 °C. Cuando la temperatura de cocción es menor de 1.100 °C, el rendimiento de expansión no es satisfactorio, mientras que cuando es mayor de 1.600 °C, el yeso anhidro ocasionalmente se descompone.
En el caso de realizar la pulverización, se prefiere realizar la pulverización por un método conocido de modo que el área de superficie específica de Blaine sea de 2.000 a 6.000 cm2/g.
El contenido de los minerales en el aditivo de cemento así preparado se puede confirmar por un método de análisis convencionalmente general. Por ejemplo, los minerales se pueden determinar cuantitativamente ajustando una muestra pulverizada en un dispositivo de difracción de rayos X de polvo, confirmando de esta manera los minerales producidos y también analizando datos por el método de Rietveld. Además, las cantidades de los minerales se pueden determinar mediante el cálculo en base de los resultados de identificación de los componentes químicos y el análisis de difracción de rayos X de polvo. En una forma de realización de la presente invención, se prefiere determinar las cantidades de los minerales mediante cálculo en base a los resultados de identificación de los componentes químicos y el análisis de difracción de rayos X de polvo.
Los contenidos de los componentes químicos se pueden determinar con rayos X fluorescentes.
El aditivo de cemento según una forma de realización de la presente invención preferiblemente contiene partículas en las que la cal libre, el compuesto hidráulico, el yeso anhidro y el SrO están presentes en la misma partícula. Además, en el caso donde la mezcla de cemento contiene ZrO2, también es preferido que este esté presente en la misma partícula.
Si la cal libre, el compuesto hidráulico, el yeso anhidro y el SrO y además el ZrO2 están o no presentes en la misma partícula se puede confirmar con un microscopio electrónico o similar. Específicamente, si la cal libre, el compuesto hidráulico, el yeso anhidro y el SrO y además el ZrO2 están o no presentes en la misma partícula se puede confirmar envolviendo o embebiendo el aditivo de cemento con una resina, realizando un tratamiento de superficie con un haz de iones de argón, y no solo observando la estructura de la sección transversal de la partícula, sino también realizando un análisis elemental.
El aditivo de cemento anterior según una forma de realización de la presente invención preferiblemente se usa como, por ejemplo, un material expansivo. Es decir, el material expansivo según una forma de realización de la presente invención está compuesto del aditivo de cemento ya mencionado. Según esto, se permite dar una gran expansión al hormigón sobre una edad de material inicial después de la colocación del hormigón (por ejemplo, una edad del material de 2 a 7 días), inhibir una deformación de contracción de secado, e inhibir una disminución de las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo.
[3. Composición de cemento]
La composición de cemento según una forma de realización de la presente invención es una que contiene el aditivo de cemento ya mencionado. Aquí, los ejemplos del cemento que se va a usar en la composición de cemento incluyen varios cementos Portland, tal como cementos Portland normal, de resistencia temprana alta, de resistencia temprana ultra alta, de calor bajo, y calor moderado; varios cementos mezclados que tienen escoria de alto horno, cenizas volantes o sílice mezclada en tal cemento Portland; cementos de relleno que tienen un polvo de piedra caliza, un polvo fino de escoria de alto horno enfriado al aire, etc., mezclado en el mismo; y cementos Portland, tal como un cemento respetuoso con el medio ambiente (eco-cemento) producido usando, como la materia prima, una ceniza de incineración de basuras urbanas o una ceniza de incineración de lodos de depuradora. Estos se pueden usar solos o en combinación de dos o más de los mismos. El aditivo de cemento puede ser el material expansivo según una forma de realización de la presente invención.
En una forma de realización según la presente invención, el cemento y el aditivo de cemento, así como un agregado fino, tal como arena, y agregados gruesos, tal como grava, se pueden usar en combinación con uno o más seleccionados del grupo que consiste en un agente de refuerzo temprano alto, un acelerador de endurecimiento rápido de mortero, un agente reductor de agua, un agente reductor de agua AE, un agente reductor de agua de alto rendimiento, un agente reductor de agua AE de alto rendimiento, un agente fluidificante, un agente desespumante, un agente espesante, un agente anticorrosivo, un agente anticongelante, un agente reductor de la contracción, un agente reductor de la coagulación, un inhibidor para calor de hidratación, una emulsión de polímero, un mineral de arcilla, tal como bentonita, un intercambiador de aniones tal como hidrotalcita, una escoria, tal como un polvo fino de escoria de alto horno granulado y un polvo fino de escoria de alto horno enfriado al aire, y una mezcla, tal como un polvo fino de piedra caliza, un polvo fino silíceo, yeso, y silicato de calcio, en un intervalo donde el objeto de la presente invención no está sustancialmente alterado. Además, es posible usar, como un material orgánico, materiales fibrosos, tal como una fibra de vinalón, una fibra acrílica, y una fibra de carbono, en combinación.
Puesto que la cantidad de uso (cantidad de mezcla) del aditivo de cemento (o el material expansivo) varía dependiendo de la mezcla del hormigón, no está particularmente restringida. Sin embargo, en general, es preferiblemente de 3 a 12 partes en masa, y más preferiblemente de 4 a 7 partes en masa en 100 partes en masa de la composición de cemento que contiene el cemento y el aditivo de cemento (o el material expansivo). Cuando es 3 partes en masa o más, se obtiene un rendimiento de expansión suficiente. Además, cuando es 12 partes en masa o menos, no se produce sobreexpansión, y se puede prevenir que se produzca la generación de grietas expansivas en el hormigón.
Ejemplos
[Ejemplo de referencia experimental A-1] (no según la invención)
Se mezclaron una materia prima de CaO, una materia prima de A^O3, una materia prima de Fe2O3, una materia prima de SiO2, una materia prima de CaSO4, y una materia prima de SrO en una proporción mineral y una proporción como el componente químico como se muestra en la tabla 1, y después de mezclar y pulverizar, el resultante se coció a 1.350 °C para sintetizar un clínker. El clínker se pulverizó después usando un molino de bolas a un nivel de un área de superficie especifica de Blaine de 3.000 cm2/g para preparar un aditivo de cemento.
Usando este aditivo de cemento, se usaron 7 partes en masa del aditivo de cemento en 100 partes en masa de una composición de cemento compuesta de cemento y el aditivo de cemento, para preparar un mortero que tiene una proporción de agua/composición de cemento del 50 % en masa y una proporción de composición de cemento/arena de 1/3 (proporción en masa) en una habitación a 20 °C. Después, el mortero se midió en términos de un cambio de longitud en porcentaje y resistencia a la compresión.
Además, con respecto al aditivo de cemento, se determinó una proporción (A/B) de la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos.
(Materiales usados)
Materia prima de CaO: piedra caliza
Materia prima de AI2O3: bauxita
Materia prima de Fe2O3: óxido de hierro
Materia prima de SO2: piedra de sílice
Materia prima de CaSO4: yeso dihidrato
Materia prima de SrO: estroncianita
Materia prima de ZrO2: arena de circonio
Arena: arena de estándar JIS
Cemento: cemento Portland normal comercialmente disponible
(Método de ensayo)
Composición química: determinada con rayos X fluorescentes.
Proporción (A/B) de la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos: se usó un dispositivo de medida de la distribución de tamaño de partícula por difracción/dispersión láser, LA-920, fabricado por HORIBA, Ltd. El aditivo de cemento se dispersó ultrasónicamente en etanol durante 1 minuto, y se midió la distribución del tamaño de partícula en una base de volumen en condiciones a un índice de refracción de la muestra de 1,770 y a un índice de refracción del medio de dispersión de 1,360. De tal distribución del tamaño de partícula, se determinaron la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos, y se calculó la proporción A/B.
Composición mineral: determinada del cálculo en base de los resultados de identificación de la composición química y la difracción de rayos X de polvo.
Resistencia a la compresión: Se preparó una pieza de prueba de 4 * 4 * 16 cm y se midió para la resistencia a la compresión a las edades del material de 7 días (7d) y 28 días (28d) según JIS R5201.
[Ejemplo experimental A-2]
Se realizó el mismo experimento que en el experimento 1, excepto que en el experimento No. 1-6, se usó una materia prima de ZrO2, y la cantidad de SrO se ajustó, cambiando de esta manera la cantidad de SrO y la cantidad de ZrO2 en el clínker como se muestra en la siguiente tabla 2. Los resultados se muestran en la tabla 2.
(Método de ensayo)
Prueba de flujo: el mortero se amasó según JIS R5201-2015 “Método de Ensayo Físico para Cemento”, y justo después de amasar, se midieron valores de flujo de 15 puntos. La temperatura, humedad, y mezcla de mortero fueron las mismas que esas en el ensayo de resistencia a la compresión. Se usó arena estándar para el ensayo.
[Ejemplo de referencia experimental B-1] (no según la invención)
Se mezclaron una materia prima de CaO, una materia prima de A^O3, una materia prima de Fe2O3, una materia prima de SiO2, y una materia prima de SrO en una proporción mineral y una proporción como el componente químico como se muestra en la tabla 3, y después de mezclar y pulverizar, el resultante se coció a 1.350 °C para sintetizar un clínker. El clínker se pulverizó después usando un molino de bolas a un nivel de un área de superficie especifica de Blaine de 3.500 cm2/g para preparar un aditivo de cemento.
Usando este aditivo de cemento, se usaron 4 o 7 partes en masa del aditivo de cemento en 100 partes en masa de una composición de cemento compuesta de cemento y el aditivo de cemento, para preparar un mortero que tiene una proporción de agua/composición de cemento del 50 % en masa y una proporción de composición de cemento/arena de 1/3 (proporción en masa) en una habitación a 20 °C. Después, el mortero se midió en términos de un cambio de longitud en porcentaje y resistencia a la compresión.
Además, con respecto al aditivo de cemento, se determinó una proporción (A/B) de la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos.
(Materiales usados)
Materia prima de CaO: piedra caliza
Materia prima de A^O3: bauxita
Materia prima de Fe2O3: óxido de hierro
Materia prima de SiO2: piedra de sílice
Materia prima de CaSO4: yeso anhidro natural
Materia prima de SrO: estroncianita
Materia prima de ZrO2: arena de circonio
Arena: arena de estándar JIS
Cemento: cemento Portland normal comercialmente disponible
(Método de ensayo)
Composición química: determinada con rayos X fluorescentes
Proporción (A/B) de la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos: se usó un dispositivo de medida de la distribución de tamaño de partícula por difracción/dispersión láser, LA-920, fabricado por HORIBA, Ltd. El aditivo de cemento se dispersó ultrasónicamente en etanol durante 1 minuto, y se midió la distribución del tamaño de partícula en una base de volumen en condiciones a un índice de refracción de la muestra de 1,770 y a un índice de refracción del medio de dispersión de 1,360. De tal distribución del tamaño de partícula, se determinaron la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos, y se calculó la proporción A/B.
Composición mineral: determinada del cálculo en base de los resultados de identificación de la composición química y la difracción de rayos X de polvo.
Cambio de longitud en porcentaje: medida a las edades del material de 7 días (7d) y 28 días (28d) según JIS A6202.
Resistencia a la compresión: Se preparó una pieza de prueba de 4 * 4 * 16 cm y se midió para la resistencia a la compresión a las edades del material de 7 días (7d) y 28 días (28d) según JIS R5201.
[Ejemplo experimental B-2]
Se realizó el mismo experimento que en el experimento B-1, excepto que en el experimento No. 1-12, se usó una materia prima de ZrO2, y la cantidad de SrO se ajustó, cambiando de esta manera la cantidad de SrO y la cantidad de ZrO2 en el clínker como se muestra en la siguiente tabla 4. Los resultados se muestran en la tabla 4.
(Método de ensayo)
Prueba de flujo: el mortero se amasó según JIS R5201-2015 “Método de Ensayo Físico para Cemento”, y justo después de amasar (0 min) y transcurridos 60 minutos después de amasar, se midieron valores de flujo de 15 puntos. Temperatura, humedad, y mezcla de mortero fueron los mismos que esos en el ensayo de resistencia a la compresión. Se usó arena estándar para el ensayo.
Aplicabilidad industrial
El aditivo de cemento de la presente invención se puede usar ampliamente en los campos de ingeniería y construcción porque es capaz de dar una gran expansión al hormigón sobre una edad de material inicial de 2 días a 7 días después de la colocación de hormigón e inhibir una deformación por contracción de secado, y está libre de una disminución de las propiedades de desarrollo de resistencia a largo plazo.
Claims (10)
1. Un aditivo de cemento que comprende cal libre y un compuesto hidráulico y que también comprende SrO como un compuesto químico, en donde
el contenido de cal libre es de 10 a 98 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento caracterizado por
comprender además ZrO2 como el componente químico, en donde el contenido del ZrO2 es de 0,0001 a 5,0 partes en masa basado en 100 partes de aditivo de cemento.
2. El aditivo de cemento según la reivindicación 1, en donde el contenido del SrO es de 0,001 a 5,0 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento.
3. El aditivo de cemento según la reivindicación 1 o 2, que además comprende yeso anhidro.
4. El aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el contenido de cal libre es de 10 a 95 partes en masa basado en 100 partes en masa del aditivo de cemento.
5. El aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde un área de superficie específica de Blaine es de 2.000 a 6.000 cm2/g.
6. El aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde la razón de contenido de partículas de 10 pm o menos es del 30 al 60 % en volumen en una base de volumen, y la proporción de la razón de contenido A de partículas de 100 pm o menos y la razón de contenido B de partículas de 10 pm o menos (A/B) es de 1,5 a 4,0.
7. El aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que contiene, como el compuesto hidráulico, uno o más seleccionados del grupo que consiste en 3CaOAhO3, 3CaO-3Al2O3-CaSO4, 3CaOsiO2, 2CaO SiO2, 4CaO Al2O3'Fe2O3, 6CaO'2Al2O3'Fe2O3, 6CaO'Al2O3'Fe2O3, y 2CaO'Fe2O3.
8. El aditivo de cemento según la reivindicación 7, que contiene como el compuesto hidráulico, 3CaOAhO3.
9. Uso del aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 como un material expansivo.
10. Una composición de cemento que comprende el aditivo de cemento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 y un cemento.
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