FI123962B - Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus - Google Patents
Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus Download PDFInfo
- Publication number
- FI123962B FI123962B FI20096294A FI20096294A FI123962B FI 123962 B FI123962 B FI 123962B FI 20096294 A FI20096294 A FI 20096294A FI 20096294 A FI20096294 A FI 20096294A FI 123962 B FI123962 B FI 123962B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- composition according
- particles
- concrete
- copolymer
- composition
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
- C04B14/106—Kaolin
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
- C04B18/021—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
- C04B20/1018—Coating or impregnating with organic materials
- C04B20/1029—Macromolecular compounds
- C04B20/1033—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/06—Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
- C04B40/0608—Dry ready-made mixtures, e.g. mortars at which only water or a water solution has to be added before use
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
HUOKOISIA RAKEITA SISÄLTÄVÄ BETONIN TAI LAASTIN KUIVA-AINEKOOSTUMUS
Esillä oleva keksintö koskee betonin tai laastin kuiva-ainekoostumusta, joka sisältää rakei-5 ta, sekä tällaisesta koostumuksesta valmistettua betonia tai laastia.
Betonin raaka-aineissa, valmistustekniikassa ja logistiikassa on paljon epävarmuustekijöitä, joita korjataan ns. varmuuskertoimilla. Näiden lisäksi vaikuttavat lujuusopilliset epävarmuudet, joka johtuvat pääasiassa ulkoisista tekijöistä. Nämä johtavat betonirakenteiden, 10 betonin sekä teräsmäärän kasvuun.
Yleisesti käytetty tapa valmistaa ns. valmisbetonia on kuljettaa raaka-aineet erilliselle se-koitusasemalle ja siirtää sekoitettu betoni edelleen käyttökohteeseen. Ongelmat syntyvät betonin bulkkiluonteesta ja siitä seuraavasta betonin epähomogeenisuudesta. Logistiikka 15 lisää tätä epävarmuutta betonin homogeenisuuteen.
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on vähentää betonin valmistukseen liittyviä epävar-muustekij öitä j a laatuvaihteluj a.
20 Erityisesti esillä olevan keksinnön tavoitteena on valmistaa betonin tai laastin valmistukseen soveltuva kuiva-aineseos, joka sisältää kaikki eri kuiva-aineet oikeissa suhteissa toisiinsa ja toisiinsa kiinnitettyinä, joka kuiva-aineseos on yksinkertaisesti sekoitettavissa veden kanssa homogeeniseksi massaksi.
co δ 25 Esillä oleva keksintö koskee täten betonin tai laastin kuiva-ainekoostumusta, joka sisältää c\j ό huokoisia sydänpartikkeleita, joiden pintaan on kiinnitetty hydraulisen sideaineen partikke- i leita, erillisiä hydraulisen sideaineen partikkeleita ja runkoainetta, jonka pintaan on muut x betonin tai laastin ainesosat on kiinnitetty.
CL
c\j 30 Täsmällisemmin sanottuna esillä olevan keksinnön mukaiselle koostumukselle on tunnus- co o omaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 1.
CVJ
Keksinnön mukaiselle betonille tai laastille on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitet ty patenttivaatimuksessa 14.
2
Esillä olevan keksinnön eräänä etuna on, että kuiva-ainekoostumus on kuljetettavissa tavallisella konttikalustolla suoraan valukohteeseen, eikä se kovetu ennenaikaisesti, esimerkiksi kuljetuksen aikana. Keksintöön sisältyvät huokoiset rakeet kykenevät sitomaan vettä, jol-5 loin niiden avulla saadaan betonituotteeseen jälkihoitoon tarvittava vesi. Keksinnön mukaisella menetelmällä myös pienennetään varmuuskerrointa. Samalla parannetaan valmistetun betonin soveltuvuutta teolliseen rakentamiseen. Lisäksi keksinnön mukaisella huokoisen rakeen käytöllä minimoidaan hydraulisen sideaineen tarve betonikuutiometriä kohti. Samoin taloudellisuutta lisätään tuotantoaikoja lyhentämällä.
10 Nämä edut saavutetaan valmistamalla betoni oikeassa suhteessa toisiinsa olevista osakomponenteista.
Esillä oleva keksintö koskee täten betonin tai laastin valmistukseen soveltuvaa kuiva-15 ainekoostumusta, joka sisältää huokoisia sydänpartikkeleita, joiden pintaan on kiinnitetty hydraulisen sideaineen partikkeleita, ja erillisistä hydraulisen sideaineen partikkeleista, jotka sydänpartikkelit koostuvat inertistä tai pozzolaanisesta materiaalista ja muodostavat yhdessä niihin kiinnitetyn sideaineen kanssa huokoisia rakeita, jotka rakeet on puolestaan kiinnitetty runkoaineen pintaan.
20
Keksinnön erään edullisen suoritusmuodon mukaan, käytetään liima-ainetta partikkelien toisiinsa kiinnittämisen vahvistamiseksi, joka liima-aine edullisesti koostuu kalsiumkarbonaatin nanopartikkeleista tai polymeeripartikkeleista ja edullisemmin on yhdistelmä kan-tajapartikkeleitaja polymeeripartikkeleita.
CO
S 25 c\j ό Erityisen edullisen suoritusmuodon mukaan, keksinnön mukainen kuiva-ainekoostumus i ^ sisältää runkoainepartikkeleita, joiden pinnalla on kalsiumkarbonaatin (CaCCh) nanopar- x tikkeleita sekä rakeita, jotka rakeet puolestaan sisältävät inerttejä tai pozzolaanisia sydän-
CL
partikkeleita pinnoitettuina hydraulisella sideaineella, ja jotka rakeet on liimattu runko- cv 30 ainepartikkeleihin (ja hydrauliseen sideaineeseen) mainitulla liima-aineella.
σ> o o
C\J
3
Rakeet
Mainitut rakeet ovat huokoisia, pallomaisia partikkeleita, jotka on muodostettu inertistä tai pozzolaanisesta materiaalista, joka edullisesti on metakaoliinia, edullisemmin metakaolii-5 nipartikkeleiden (MK) muodossa. Näiden metakaoliinipartikkeleiden ulkopintaan on kiinnitetty hydraulisen sideaineen pienet partikkelit, kooltaan tyypillisesti pienemmät kuin 3 pm. Nämä hydraulisen sideaineen partikkelit voidaan tarvittaessa käsitellä siten, että niiden kokoj akauma jyrkkenee tavanomaisesta.
10 Keksinnön edullisen suoritusmuodon mukaan inertti tai pozzolaaninen materiaali on poz-zolaanista metakaoliinia, joka on muodostettu kaoliinia agglomeroimalla ja kalsinoimalla sen jälkeen ainakin muodostuneiden agglomeraattien ulkopinnat, ja joka sopivimmin on huokoisten, pallomaisten metakaoliinisintteripartikkelien (MKS) muodossa. Nämä MKS-partikkelit ovat kooltaan edullisesti 10 - 100 pm, joista pääosa kuitenkin on kokoluokassa 15 20-60 pm. MKS:n pintaan kiinnitetään kondensioveden tai mainitun liima-aineen avulla hydraulisen sideaineen pienet partikkelit, kooltaan pienemmät kuin 5 pm, pääosin kuitenkin pienemmät kuin 3 pm, erityisesti pienemmät kuin 2 pm. Partikkelien huokosrakentee-seen jää muodostusvaiheessa Ca(OH)2:a ja C02 kaasutäytettä.
20 Huokoisten rakeiden huokosiin jää valmistuksen yhteydessä yleisesti kalsiumoksidia (CaO) ja mahdollisesti natriumoksidia (Na20), sekä kaasua, joka sopivimmin on hiilidioksidia, heliumia tai ilmaa tai näiden yhdistelmää.
MKS:n huokosrakenteeseen jää valmistuksen yhteydessä kalsiumkarbonaatin nanopartik-o 25 keleita, jotka kalsinoinnin yhteydessä hajoavat osittain kalsiumoksidiksi (CaO) ja hiilidiok- ό sidiksi (C02). Huokosrakenteessa on täten edullisesti kalsiumoksidia (CaO) 2-20 % ra- i keen kokonaispainosta, edullisemmin 8-15 %. Huokosrakenteessa on vastaavasti edulli-x sesti natriumoksidia (Na20) 0,5 - 5 % rakeen kokonaispainosta, edullisemmin 1-2 %,
CL
joka on muodostunut vastaavalla tavalla natriumhydroksidista (NaOH).
a
CO
o CaO muodostaa veden kanssa kalsiumhydroksidia (Ca(OH)2), joka edelleen reagoi pozzo-
CVJ
laanisesti metakaoliinin kanssa. MKS:n itse tuottaman Ca(OH)2:n sekä Portland-sementin tuottaman Ca(OH)2:n avulla saadaan aikaan tarkoitukseen edulliset pozzolaanireaktiot sekä 4 niiden tarvittava määrä. Tällä voidaan muun muassa kasvattaa varhaislujuutta. Natriumok-sidi (Na20) edistää puolestaan koostumuksen tulenkestävyyttä.
MKS:n huokosrakenteeseen syntyy sitä valmistettaessa C02:a, joka reagoi betonia valmis-5 tettaessa Ca(OH)2:n kanssa. Reaktiosta syntyy CaCC>3 nanopartikkeleita, jotka edelleen toimivat kiteytymiskeskuksina.
Menetelmän avulla vaikutetaan hydraulisen sideaineen muodostaman seoksen notkeuteen sekoituksessa ja betonin valussa, jolloin voidaan käyttää hydraulista sideainetta Jossa on 10 runsaammin pieniä partikkeleita. Tällä voidaan vaikuttaa varhaisluj uuteen. Hydraulisen sideaineen suuremmat partikkelit kuin 3 pm jäävät vapaiksi ja niitä on suhteessa MKS partikkeleihin nähden suunnilleen yhtä suuri määrä, joten todennäköisyysjakauma on 50 % samassa tilassa. MKS-partikkelit toimivat koostumuksessa muun muassa sitomalla vettä, jolloin kosteus jakautuu koostumuksessa tasaisemmin kuin tunnetuissa koostumuksissa ja 15 edullinen kosteuspitoisuus pysyy koostumuksessa ja siitä valmistetussa betonissa tai laastissa kauemmin.
Näiden kahden partikkeliryhmän (MKS ja hydraulinen sideaine) välinen suhde stabiloituu, kun ne edelleen kiinnitetään runkoainepartikkeleihin.
20
Runkoaine
Keksinnössä käytetty runkoaine on edullisesti kalkkikiveä, muuta kiveä, piidioksidia, synteettistä runkoainetta tai näiden seosta, sopivimmin kalkkikiveä, ja on edullisesti partikke- δ 25 likooltaan korkeintaan 16 mm, edullisemmin 0,1-16 mm, sopivimmin 0,3 - 6 mm. Näi- c\j ό den runkoainepartikkelien pintaan kiinnitetään yllä mainitut rakeet sekä hydraulisen side- -r- aineen isot, > 3 pm, partikkelit liima-aineen välityksellä. Näin saadaan aikaan betonin co x valmistukseen soveltuva pasta, eli laasti.
CL
't σ> C\1
CO
O)
O
O
C\1 5
Uima-ai ne
Liima-aineena kuivakoostumuksessa käytetään edullisesti seuraavaa yhdistelmää: 1. Kantoaine, 5 johon on kiinnitetty 2. polymeerejä
Kantoaineena käytetään edullisesti kalsiumkarbonaatin (CaCCL) nanopartikkeleita, jotka edullisemmin ovat partikkelikooltaan 50 - 1000 nm, sopivimmin 100 - 200 nm. Nämä 10 toimivat muun muassa hydraulisessa sideainekivessä murtopinta-alan kasvattajina (-220000 m2/ bet m3) sekä kiteytymiskeskuksina. Ne sisältävät yleisesti hyödyllisiä metallisia epäpuhtauksia 1-15 %, sopivimmin 10 %.
Polymeerit ovat puolestaan edullisesti kopolymeerejä, joiden runkopolymeeri on muodol-15 taan lankamainen, moniarvoinen karboksyylihappo, joka positiivisen nettovarauksensa vuoksi kykenee kiinnittymään karbonaatteihin.
Erään edullisen suoritusmuodon mukaan, tästä yhdistelmästä muodostuu yhdistelmäpartik-keleita, joissa nanopartikkelien ympärille on kerääntynyt polymeeri sakaroita. Yhdistelmä-20 partikkelit ovat vaikutusalueeltaan (eli polymeerillä pinnoitetun nanopartikkelin hal- kaisijaltaan) noin 100 nm - noin 1000 nm, edullisesti noin 200 nm - noin 400 nm, sopivimmin noin 200 nm. Näistä yhdistelmäpartikkeleista muodostuu liimamainen kuiva kalvo kuivakoostumuksen toisiinsa kiinnitettävien partikkelien välille, tai rakeen ja partikkelin välille.
CO
S 25
CvJ
ό Hydraulinen sideaine cö x Hydraulinen sideaine on edullisesti Portland-sementtiä (OPC) tai erityisen C2S (dikalsium-
CL
silikaatti) -rikasta sementtiä, edullisimmin Portland-sementtiä. Kuten yllä mainittiin, hyd-c\j 30 raulisen sideaineen partikkelit voidaan tarvittaessa käsitellä siten, että niiden kokojakauma o jyrkkenee tavanomaisesta. Portland sementin partikkelikokojakauma on tyypillisesti melko ™ loiva ja se antaa tavanomaisessa betonissa kohtuullisen valettavuuden.
6 Tämä kokojakauman jyrkentäminen ja sen kautta muotokertoimen parannus suoritetaan siten, että Portland-sementti käsitellään painevalssissa, joka murskaa osan isoista sementti-partikkeleista. Tämä parantaa partikkeleiden muotokerrointa ja lisää pienten partikkelien määrää 10 — 15 %.
5
Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan käyttää < 3 pm partikkeleita runsaammin kuin tunnetussa tekniikassa ilman vesimäärän lisäystä.
Sekapolvmeeri ikopolvmeerit 10
Edullisen suoritusmuodon mukaan, keksinnössä käytetään polymeeriä yllä mainitun liimaamisen lisäksi rakeiden eri partikkeleiden vaikutusalueiden suurentamiseksi. Nämä polymeerit toimivat myös liuoksissa notkistimina ja vedenliikkeen säätäjinä.
15 Käytetyt polymeerit ovat edullisesti sekapolymeerejä, eli kopolymeerejä, joiden runkopo-lymeeri on molekyylimuodoltaan lankamainen, moniarvoinen karboksyylihappo. Edullisesti runkopolymeerin molekyylipaino on 2000 - 4000 g/mol, edullisemmin noin 4000 g/mol, ja polymeroitumisaste 55. Sopivimmin runkopolymeeri on akryylihappo.
20 Sekapolymeerit muodostetaan edullisesti käyttämällä runkopolymeerin lisäksi monomee-reina polyetyleeniglykolia ja maleiinihappoa. Käytettäessä akryylihappoa runkopolymeeri-nä, tällöin muodostuu polyakryylihapon estereitä ja ristisil 1 oitettuja happoja. Kyseessä olevat monomeerit ja rakenteet ovat:
akryylihappo H2C = CH COOH
co
o 25 polyeteeniglykoli HOCH2 (H2C O CH2)n CH2OH
ό maleiinihappo HOOC HC = CH COOH
cö x Saatu polymeroitu tuote on hapan. Sen pH on välillä 1,7 - 2,5. Käyttöä varten tuote kui-
CL
tenkin neutraloidaan, edullisesti käyttämällä 20 % NaOH:a, arvoon pH 6.
CD
CvJ
CD
O)
O
O
CvJ
7
O O
# # ^ CHa-CH-C +NaOH-^CH1CH-C +Ha0 *“ 'oh n-”1* Sc*to Käytettäessä emulsiopolymerointia saadaan suuri joukko erilaisia polymeerejä. HPLC-tutkimuksissa voidaan todeta eri kokoa olevia polyetyleeniglykoliakrylaatteja, polyeteeni-glykolieettereitä ja seppele-eettereitä (crown ethers) sekä reagoimattomia monomeerejä.
5
Valossa tummuminen viittaa seikkaan, että seoksessa on vielä reagoimattomia kaksoissi-doksia sekä polymeereissä että monomeereissä.
Akryylihappo-kopolymeerien kiinnittyminen mineraalisiin partikkeleihin tapahtuu polyak-10 rylaatin anionisen karboksylaatin vaikuttaessa mineraalien positiivisiin ryhmiin, jolloin muodostuu liukenematon saippua. Polymeeriketju sisältää anionisia ryhmiä keskimäärin yhden jokaista liittynyttä monomeeriä kohti, mikä voi tarkoittaa, että yhden nanometrin matkalla runkopolymeerissä on noin kymmenen anionista karboksylaattiryhmää valmiina tarttumaan kuivakoostumuksen jonkin partikkelin pintaan. Helpoimmin kiinnittymistä ta-15 pahtuu kiteisen kalsiumkarboonaatin kalsiumiin ja epäpuhtautena esiintyvään rautaan, me-takaoliinisintteriinja hydraulisen sideaineen alumiiniin. Liukoiset kalsium-, rauta-ja alumiini-ionit saostavat polyakrylaatin myös liukenemattomina saippuoina, joilla on liukastava vaikutus.
P3 20 Keksintöön soveltuvat kopolymeerit muodostavat niitä kuivattaessa veteen liukenevan kal- von, kun kuivauslämpötila on alle 100 °C, edullisesti noin 50 °C, ja veteen liukenematto- i 5 man kalvon, kun kuivauslämpötila on suurempi kuin 100 °C, edullisesti noin 110 °C.
i cö ir Yhdisteltäessä polymeeri ja kantoaine (kalsiumkarbonaatti) saavutetaan monitehoinen vai- Q_ 25 kutus. Yhdistelmä toimii notkistajana, veden liikkeen hallitsijana ja veteen liukenevana
CD
S liimakalvona.
CD
o o C\1
Polymeeri on kuitenkin jo itsessään yhdistelmä, jossa runkopolymeeri määrää kopolymee-rin pituuden ja muut monomeerit täydentävät runkopolymeerin eri vaikutusalueita. Kanto- 8 aine puolestaan kasvattaa polymeerien vaikutusaluetta ja toimii itsenäisenä sideainehydraa-tin lujittajana.
Lopputuote 5
Keksinnön mukaisessa kuivakoostumuksessa on jo läsnä kaikki betonin tai laastin valmistukseen tarvittavat kuivat ainesosat valmiiksi hyvin sekoitettuina, jolloin pelkällä veden lisäyksellä ja tavanomaisella sekoituksella saadaan koostumuksesta aikaan homogeeninen betoni tai laasti, joka on kestävä ja jossa virheiden määrä (kuten halkeamat ja epätasaisuu-10 det) on minimoitu. Valmistuksen vaiheiden lukumäärä on täten myös minimoitu, kun tuote, kokonaisuudessaan, tuotetaan valmistajalla, missä myös jälkihoito pääosin varmistetaan.
Edullisesti kuiva-ainekoostumus sisältää runkoainepartikkeleita, joiden pinnalla on kalsiumkarbonaatin (CaCCb) nanopartikkeleita, hydraulista sideainetta sekä rakeita, jotka ra-15 keet puolestaan sisältävät mahdollisesti liima-ainetta sekä inerttejä tai pozzolaanisia sy-dänpartikkeleitä, jotka on pinnoitettu hydraulisella sideaineella, ja jotka rakeet on liimattu runkoainepartikkeleihin (ja hydrauliseen sideaineeseen) mainitulla liima-aineella. 1
Esimerkit
Esimerkki 1 - Kopolvmeeri-kantoaine-seoksen käyttö
Akryylihappoon perustuvan kopolymeerin käyttöä yhdessä kantoaineen kanssa notkistime- £ 25 na on menestyksellisesti kokeiltu sekoittamalla keskenään 20-prosenttisina vesilietteinä ^ 92,5 p-% kalsiumkarbonaatin nanopartikkeleita ja 7,5 p-% polymeeri seosta. Betonin not- ^ kistuminen on ollut riittävä pienellä annostuksella, 800 g betonin m3:ä kohti, cö
X
Kokeita on myös suoritettu miedossa lämpötilassa (t = 50 °C) kuivatulla notkistimella, S 30 jolloin notkistusvaikutus on betonilla ollut riittävän tehokas uudelleen liuotuksen jälkeen, g Lämpötila ei ole riittävä aiheuttamaan seokseen jatkopolymeroitumisreaktiota, jolloin seos ° säilyttää liukenevuuden veteen.
9
Saadulla polymeeri-CaCCh-seoksella on tehty liimauskokeita kuumentamalla sitä uunissa 110 °C:ssa. Tällöin veden haihduttua on muodostunut tiivis, veteen liukenematon kalvo, joka liimaa tehokkaasti partikkeleja yhteen. Kalvo on täysin kirkas, mikä viittaa seikkaan, että lämmityksen vaikutuksesta polymeeri seoksen tyydyttymättömät rakenneosat ovat rea-5 goineet keskenään ja on tapahtunut loppureaktio, joka on ristisilloittanut lankamaiset run-kopolymeerit isommaksi molekyyliksi.
Polymeeri-kantoaine-seoksen ominaisuuksia (erityisesti liukoisuutta veteen) tutkittiin seu-raavan kahden kokeen avulla: 10
Koe 1.
CaCC>3 + kopolymeeri kuivattiin kalvoksi siten, että yhdistelmän lämpötila ei noussut 50 °C korkeammaksi. Kalvon liukeneminen, 95 %, tapahtui 5 minuutin aikana 20 °C lämmössä, loppuosuus 10 minuutin aikana. Kuivauksen aiheuttamaa mitattavaa eroa ei havaittu 15 notkistuksessa.
Koe 2.
CaCC>3 + kopolymeeri kuivattiin kalvoksi siten, että yhdistelmän lämpötila nousi 110 °C. Kalvo ei liuennut veteen.
20
Esimerkki 2 - Kuivakoostumuksen valmistus
Valmistettiin koekuivakoostumuksia seuraavalla tavalla: co δ 25 1. RA pestiin, ό 2. lisättiin CaCCE + kopolymeeri, 30 %, 3. lisättiin rakeen kuivaj auhe, j a x 4. kuivattiin fluidissa muodossa siten, että tuotteen lämpötila ei nouse yli 50 °C.
Q.
O
CM
^ 30 Kuivakoostumuksista sekoitettiin betonia betonikoetta varten, jossa käytettiin samoja o ° komponenttien välisiä suhteita kuin alla mainituissa koekoostumuksissa. Mitattiin puristus- lujuus (6 h jälkeen 50 °C:ssa, koelieriöllä 0 70 mm, h = 70 mm) sekä leviämä (Hagelman-pöydällä).
10
Valmistettiin koekoostumuksia (kokeet 1 - 4), joissa käytetyt määrät ovat esimerkinomaisia. Näissä koekoostumuksissa käytettyjen ainesosien keskinäisten suhteiden on kuitenkin 5 todettu toimivan keksinnössä erityisen hyvin.
Koe 1
Bet. m3 kohti
Runkoaine (RA) 1980 kg
Rae MKS 60 kg OPC < 2 pm 50 kg OPC>2pm 200 kg -> 310 kg
CaC03 + kopolymeeri 11 kg yht. 2301 kg
Betonikokeessa tämän koostumuksen puristuslujuudeksi mitattiin 30 MPa ja leviämäksi 10 180 mm.
co δ
CM
ό δ
X
X
Q.
σ> c\j
CO
σ> o o cv 11
Koe 2.
1. Rae
Bet, m3 kohti 5 MKS 60 kg OPC < 2 μιη 50 kg OPC > 2 μιη 200 kg 310 kg 10 2. Pasta
Rae 310 kg
CaCC>3 + kopolymeeri 11 kg
Vesi: 15 w/c 0,4a 100 kg pozzolaanib 10 kg absorptiovesic 60kg-> 170 kg 491 kg 20 a: w/c 0,4 on ns. hydrataatiovettä hydraulista sideainetta varten, ja käytetyllä merkinnällä w/c tarkoitetaan w/c-suhdetta (= vesi-sideaine-suhdetta), jonka tavoitearvo on noin 0,4. b: pozzolaani-vesi on pozzolaaniseen reaktioon tarvittavaa vettä, c: absorptiovettä tarvitaan puolestaan MKS:n vesiabsorptiota varten.
” 25 Betonikokeessa tämän koostumuksen puristuslujuudeksi mitattiin 26 MPa ja leviämäksi
^ KO
, 152 mm.
o i cö
X
cc
CL
cn c\j co O) o o C\1 12
Koe 3.
Valmistettiin agglomeroitu, kalsinoitu MKS + CaO ja/tai Na20: 5 1. Seuraavat lietteet spray-kuivaajaan: 1. Kaoliini 1000 kg 2. Kaoliini 1000 kg
CaC03„ 100 kg CaC03n 20 kg kopolymeeri 20 kg kopolymeeri 2 kg
Vesi 1100 kg NaOH 20 kg
Vesi 1000 kg Välituotteiksi saatiin kaoliiniagglomeraatit 10 - 100 pm (20 - 40 pm ).
2. Kalsinointi: Lämpökäsiteltiin välituotteet Huldissa (1000 °C:ssa), jolloin saatiin lujat sintterit (metakao-10 liini-% (MK-%) 20 - 40).
Tuote 1. Tuote 2.
MKS -1000 kg MKS -1000 kg MK -200 - 400 kg MK -20 kg 15 CaO -50 kg Na20 -16 kg
Tuotteet 1 ja 2 ovat esimerkkituotteita. Muun muassa CaC03-ja NaOH- määrät voivat vaihdella, tarpeen mukaan.
CO
δ
CVJ
ό 20 Koe 4.
i δ x Valmistettiin tuotteet, joissa oli keksinnön mukaista kopolymeeriä: 1. CaC03n 0 100 - 300 nm (Fe-pitoisuus 10 % ) cvj 2. kopolymeerin molekyylipaino 400, polymeroitumisaste 55 o 25 Polymeerien todettiin lisäävän repulsiokenttää -50 nm partikkelin pinnasta ulospäin.
CVJ
Claims (14)
1. Betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus, joka sisältää sydänpartikkeleita, joiden pintaan on kiinnitetty hydraulisen sideaineen partikkeleita, ja erillisiä hydraulisen sideaineen par-5 tikkeleita, tunnettu siitä, että sydänpartikkelit koostuvat inertistä tai pozzolaanisesta materiaalista ja muodostavat yhdessä niihin kalvo maisella liima-aineella kiinnitetyn sideaineen kanssa huokoisia rakeita, jotka rakeet on puolestaan kiinnitetty runkoaineen pintaan, jolloin liima-aine on kalsiumkarbonaatin nanopartikkeleita, joihin on kiinnitetty kopolymeerejä.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen koostumus, jossa sydänpartikkelit sisältävät metakao- liinia.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen koostumus, jossa runkoaine on kalkkikiveä tai muuta kiveä tai synteettistä runkoainetta tai näiden seosta, edullisesti runkoaine on partik- 15 kelikooltaan 0,1 - 16 mm, edullisemmin 0,3 - 6 mm.
4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen koostumus, jossa rakeiden huokosraken-teessa on valmistuksen yhteydessä jäljelle jäänyttä kalsiumoksidia (CaO) 2 - 20 % rakeen kokonaispainosta, edullisesti 8 - 15 %. 20
5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen koostumus, jossa rakeiden huokosrakentees-sa on valmistuksen yhteydessä jäljelle jäänyttä natriumoksidia (Na20) 0,5 -5%, edullisesti 1 - 2 %. co o 25
6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen koostumus, jossa hydraulisen sideaineen ό partikkelit on kiinnitetty sydänpartikkeleihin kopolymeeristä muodostuneen kalvon avulla. i cö
7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen koostumus, jossa rakeet on kiinnitetty run- CL koaineen pintaan kopolymeeristä muodostuneen kalvon avulla. cS 30 CD
8. Patenttivaatimuksen 6 tai 7 mukainen koostumus, jossa kopolymeeri on muodostettu C\l käyttämällä runkopolymeeriä, joka on lankamainen, moniarvoinen polykarboksyylihappo, jonka molekyylipaino edullisesti on 2000 - 4000 g/mol, sopivimmin noin 4000 g/mol, jolloin sen polymerointiaste on 55.
9. Jonkin patenttivaatimuksen 6-8 mukainen koostumus, jossa kopolymeeri on muodostettu käyttämällä polyetyleeniglykolia ja polymeroitua maleiinihappoa.
10. Jonkin patenttivaatimuksen 6-9 mukainen koostumus, jossa kopolymeerit muodosta vat kuivauksessa veteen liukenevan kalvon, kun kuivauslämpötila on alle 100 °C, edullisesti noin 50 °C.
11. Jonkin patenttivaatimuksen 6-10 mukainen koostumus, jossa kopolymeerit muodos-10 tavat kuivauksessa veteen liukenemattoman kalvon, kun kuivauslämpötila on suurempi kuin 100 °C, edullisesti noin 110 °C.
12. Jonkin patenttivaatimuksen 6-11 mukainen koostumus, jossa kopolymeeriä käytetään yhdessä kantoaineen kanssa, joka on on kalsiumkarbonaattia (CaCO,), edullisesti partikke- 15 likooltaan 50 - 1000 nm.
13. Patenttivaatimuksen 12 mukainen koostumus, jossa kantoaine CaCC>3 sisältää metallisia epäpuhtauksia 1-15 %, edullisesti 10 %.
14. Betoni tai laasti, tunnettu siitä, että se sisältää jonkin patenttivaatimuksen 1-13 mu kaista kuiva-ainekoostumusta sekoitettuna veteen. co δ c\j i o δ X cc CL cn c\j co O) o o c\j
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20096294A FI123962B (fi) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus |
| PCT/FI2010/051000 WO2011070236A1 (en) | 2009-12-07 | 2010-12-07 | Solids composition of concrete or mortar containing porous granules |
| RU2012126054/03A RU2543016C2 (ru) | 2009-12-07 | 2010-12-07 | Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы |
| EP10807594.6A EP2509924B1 (en) | 2009-12-07 | 2010-12-07 | Solids composition of concrete or mortar containing porous granules |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI20096294A FI123962B (fi) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus |
| FI20096294 | 2009-12-07 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI20096294A0 FI20096294A0 (fi) | 2009-12-07 |
| FI20096294A FI20096294A (fi) | 2011-06-08 |
| FI123962B true FI123962B (fi) | 2014-01-15 |
Family
ID=41462760
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI20096294A FI123962B (fi) | 2009-12-07 | 2009-12-07 | Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP2509924B1 (fi) |
| FI (1) | FI123962B (fi) |
| RU (1) | RU2543016C2 (fi) |
| WO (1) | WO2011070236A1 (fi) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL2008605C2 (en) * | 2012-04-05 | 2013-10-09 | Cdem Minerals Group B V | Concrete and mortar pre-mixture. |
| FI126846B (fi) * | 2013-04-29 | 2017-06-15 | Kautar Oy | Menetelmä yhdistelmäpartikkelien valmistamiseksi |
| US9382154B2 (en) | 2014-01-17 | 2016-07-05 | Stewart Kriegstein | Hygroscopic cementitious materials |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2651492B1 (fr) * | 1989-09-06 | 1993-06-18 | Saint Gobain Rech | Procede et produits obtenus par melange de ciment et de fiibres de renfort. |
| CA2029068A1 (en) | 1990-01-09 | 1991-07-10 | Nobuo Suzuki | Cement product and method of producing the same and composition for producing cement product as well as mass concrete and method of producing the same together with cement for producing mass concret |
| JPH0725655A (ja) | 1993-07-06 | 1995-01-27 | Shimizu Corp | 水硬化性粒子及びその製造方法 |
| FI115047B (fi) * | 2001-11-01 | 2005-02-28 | Kautar Oy | Metakaoliiniagglomeraatit sekä menetelmät kalsinoitujen kaoliiniagglomeraattien ja metakaoliiniagglomeraattien valmistamiseksi |
| CN100366564C (zh) | 2001-11-30 | 2008-02-06 | 西澳大利亚大学 | 用于在水硬水泥中分散掺加料的颗粒添加剂 |
| FI122360B (fi) | 2005-11-18 | 2011-12-30 | Nordkalk Oy Ab | Hydrauliseen sideaineeseen perustuva vesisuspensio ja menetelmä sen valmistamiseksi |
| WO2008068322A1 (en) | 2006-12-08 | 2008-06-12 | Solvay (Société Anonyme) | Coated alkaline-earth metal carbonate particles, use of such particles in the production of construction materials and construction materials compositions containing such particles |
| FI123552B (fi) | 2008-10-01 | 2013-07-15 | Kautar Oy | Strukturoitu sideainekoostumus |
-
2009
- 2009-12-07 FI FI20096294A patent/FI123962B/fi not_active IP Right Cessation
-
2010
- 2010-12-07 RU RU2012126054/03A patent/RU2543016C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2010-12-07 WO PCT/FI2010/051000 patent/WO2011070236A1/en active Application Filing
- 2010-12-07 EP EP10807594.6A patent/EP2509924B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2509924B1 (en) | 2014-09-24 |
| RU2012126054A (ru) | 2014-01-20 |
| FI20096294A (fi) | 2011-06-08 |
| RU2543016C2 (ru) | 2015-02-27 |
| EP2509924A1 (en) | 2012-10-17 |
| WO2011070236A1 (en) | 2011-06-16 |
| FI20096294A0 (fi) | 2009-12-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5850865B2 (ja) | セメント急結剤 | |
| EP3008030B1 (en) | Cementitious system comprising accelerator particles coated with crosslinked shellac | |
| CN111039643B (zh) | 以复合水气硬凝胶结构无机成膜的墙面涂覆组合物 | |
| AU2016211774A1 (en) | Corrosion resistant spray applied fire resistive materials | |
| CA2369581A1 (en) | Cementitious compositions containing metakaolin | |
| Senff et al. | Effect of nanosilica and microsilica on microstructure and hardened properties of cement pastes and mortars | |
| US20220064066A1 (en) | Mitigation of alkali-silica reaction in concrete using readily-soluble chemical additives | |
| CN103502177A (zh) | 促进剂组合物 | |
| FI123962B (fi) | Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus | |
| US20200062659A1 (en) | Novel compositions for improved concrete performance | |
| US11919823B2 (en) | Compositions for improved concrete performance | |
| JP2016075695A (ja) | バルク材の定性的および定量的同定法 | |
| CA3040810A1 (en) | Hydrophobized fiber cement products, methods for production, and uses thereof | |
| RU2526920C2 (ru) | Структурированная композиция связующего агента | |
| EP2707343B1 (en) | Curing process for concrete | |
| WO2020146738A1 (en) | Additive and admixture for cementitous compositions, cementitious compositions, cementitious structures and methods of making the same | |
| US9145336B2 (en) | Self-repairing composites responsive in the presence of an aqueous medium | |
| WO2024120384A1 (zh) | 表面改性颗粒、防水卷材及其制备方法 | |
| RU2518629C2 (ru) | Гранулированный наноструктурирующий заполнитель на основе высококремнеземистых компонентов для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий (варианты) и бетонное строительное изделие | |
| RU2502690C1 (ru) | Гранулированный наноструктурирующий заполнитель на основе высококремнеземистых компонентов для бетонной смеси, состав бетонной смеси для получения бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| RU2530816C1 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель на основе диатомита для бетонной смеси и бетонное строительное изделие | |
| RU2531501C1 (ru) | Гранулированный композиционный заполнитель на основе опоки для бетонных строительных изделий и бетонное строительное изделие | |
| FR3068965A1 (fr) | Nouveau materiau de construction prepare a partir d’un nouveau materiau pouzzolanique | |
| KR20190091956A (ko) | 흡수율이 저감된 인공경량골재의 제조 방법 | |
| IL144208A (en) | Aqueous coating composition useful as a protective and decorative coating for structures |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FG | Patent granted |
Ref document number: 123962 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
| PC | Transfer of assignment of patent |
Owner name: MKS-TEKNIIKKA OY |
|
| MM | Patent lapsed |