FI124633B - Structured cementitious binder - Google Patents
Structured cementitious binder Download PDFInfo
- Publication number
- FI124633B FI124633B FI20085255A FI20085255A FI124633B FI 124633 B FI124633 B FI 124633B FI 20085255 A FI20085255 A FI 20085255A FI 20085255 A FI20085255 A FI 20085255A FI 124633 B FI124633 B FI 124633B
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- binder
- water
- agglomerate
- concrete
- granules
- 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
- 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
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J2/00—Processes or devices for granulating materials, e.g. fertilisers in general; Rendering particulate materials free flowing in general, e.g. making them hydrophobic
-
- 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
-
- 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
-
- 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
- C04B20/0016—Granular materials, e.g. microballoons
-
- 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
- C04B20/0076—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 characterised by the grain distribution
- C04B20/008—Micro- or nanosized fillers, e.g. micronised fillers with particle size smaller than that of the hydraulic binder
-
- 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
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
-
- 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
- C04B40/005—High shear mixing; Obtaining macro-defect free materials
- C04B40/0053—Obtaining macro-defect free materials otherwise than by high shear mixing
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/02—Portland 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/12—Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
- C04B7/13—Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
-
- 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
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/38—Preparing or treating the raw materials individually or as batches, e.g. mixing with fuel
- C04B7/40—Dehydrating; Forming, e.g. granulating
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Strukturoitu sementtiä sisältävä sideaineStructured cementitious binder
Esillä oleva keksintö koskee rakeista koostumusta Joka soveltuu betonimassan valmistukseen, ja betonimassaa, joka sisältää rakeista koostumusta. Keksintö koskee lisäksi mene-5 telmiä rakeisen koostumuksen ja betonimassan valmistukseen.The present invention relates to a granular composition which is suitable for the preparation of a concrete mass, and to a concrete mass containing a granular composition. The invention further relates to processes for the preparation of granular composition and concrete mass.
Sementti ja siitä valmistettu betoni ovat vaikeasti määriteltäviä aineita, ainakaan kumpaakaan käsitettä ei voida yksiselitteisesti kuvailla, varsinkaan kun muutoksia tapahtuu muun muassa ajan, ympäristön lämpötilan ja kosteuden mukaan. Kuitenkin yleisimmille sideai-10 neille on yhteistä se, että ne ovat veden kanssa kovettuvia ja tällaisia sideaineita kutsutaan hydraulisiksi sideaineiksi. Esimerkki tällaisista sideaineista on Portland-sementti. Esillä olevassa keksinnössä käsitellään muun muassa tämän tyyppistä sementtiä, sen komponentteja sekä sen hydrataation oheis- ja j atkotapahtumia.Cement and concrete made from it are difficult to define, and at least neither concept can be described unambiguously, especially when changes occur, for example, with time, ambient temperature and humidity. However, most common binders have in common that they are water-curable and such binders are called hydraulic binders. An example of such binders is Portland cement. The present invention contemplates, inter alia, this type of cement, its components, and the accompanying and recovery events of its hydration.
15 Portland- sementin pääkomponentit ovat trikalsium silikaatti (C3S, 54%), di kai siumsilikaat-ti (C2S, 17%), trikalsium-aluminaatti (C3A, 10%) sekä tetrakalsium aluminoferriitti (C4AF, 10%). Kaksi viimeksi mainittua ovat olennaisesti vain klinkkerin muodostajia, joilla ei ole suurta merkitystä sideaineen aikaansaamaan lujuuteen.The main components of Portland cement are tricalcium silicate (C3S, 54%), di-silicate (C2S, 17%), tricalcium aluminate (C3A, 10%) and tetracalcium aluminoferrite (C4AF, 10%). The latter two are essentially only clinker formers, which do not play a major role in the strength provided by the binder.
20 Yksi mooli CsS:a vapauttaa 3 moolia kai siumhy droksi di a (Ca(OH)2) hydratoituessaan j a vastaavasti yksi mooli C2S:a vapauttaa yhden moolin Ca(OH)2:a hydrataatiossa. Nopein kovettuja on C3A, joka vaatii 6 moolia vettä kovettumiseen, kuten C3AF. Puristuslujuus kehittyy alussa lähinnä C3S:n hydrataatiosta ja pitkällä ajalla (>90 vrk) C2S:n hydrataatios-ta, joka antaa saman loppulujuuden kuin C3S-hydrataatiotuote. Loppulujuuden nämä saa-o 25 vuttavat noin vuodessa normaalilämpötilassa, eli olennaisesti samassa ajassa. Teoreettinen co vesi/sementti-suhde, jossa kaikki vesi kulutettaisiin hydrataatioon olisi edellä kuvatulla co koostumuksella 0,245. Käytännön vesi/sementti-suhde on kuitenkin korkeampi ns. geeli- x veden j ohdosta, j ota on noin 18%. Vesi on tässä tunkeutunut noin 2 nm huokosiin. Tämä ^ vesi, jota kulutetaan hydrataatioon hitaasti, aiheuttaa kutistumista betonimassassa, samoin oj 30 kuin Ca(OH)2:n karbonoituminen.One mole of CsS releases 3 moles of hydroxy dioxide (Ca (OH) 2) when hydrated, and one mole of C2S, respectively, liberates one mole of Ca (OH) 2 in hydration. The fastest cured is C3A, which requires 6 moles of water to cure, such as C3AF. Compressive strength initially develops mainly from C3S hydration and over a long period (> 90 days) of C2S hydration, which gives the same final strength as the C3S hydration product. These strengths reach about 25 ° C in about one year at normal temperature, i.e. substantially the same time. The theoretical co-water / cement ratio where all water would be consumed for hydration would be 0.245 for the co composition described above. In practice, however, the water-cement ratio is higher in the so-called. gel x water solution, which is about 18%. Here, water has penetrated pores of about 2 nm. This water, which is slowly consumed for hydration, causes shrinkage in the concrete mass, as does carbonation of Ca (OH) 2.
m 00 o om 00 o o
C\JC \ J
Betonia valmistettaessa on mahdollista saavuttaa sidoslujuutta myös muilla oheisreaktiolla kuin vain sanottujen ns. klinkkeri-mineraalien ja veden reaktiolla. Pozzolaani-reaktioksi sanotaan sitä, kun silikaattimineraali reagoi kalkin ja veden kanssa, eli sitoen kalkkia sen 2 sijaan että vapauttaisi sitä kuten CsS:n ja C2S:n reaktiossa tapahtuu. Pozzolaaninen reaktio on periaatteessa kaisiumhydroksidin (CH), silikan S1O2 [sementtikemian kielessä (S)] ja veden (H) reaktio Jossa muodostuu CSH-yhdistettä samoin kuin CAH-ja CASH-yhdisteitä, pozzolaanisen materiaalin mukaan. Kun kaoliini lämpökäsitellään 500-800°C 5 lämpötilassa, se menettää kidevetensä ja saadaan AI2O3 · S1O2, joka on pozzolaanisesti aktiivinen vedessä, ja jota kutsutaan metakaoliiniksi. Metakaoliinin on tutkittu olevan muun muassa tehokkaampi nostamaan lujuutta kuin mikrosilika ja tehokkaampi tiivistämään betonia.When making concrete, it is also possible to achieve bond strength by means of reactions other than the so-called. by reaction of clinker minerals and water. The pozzolanic reaction is called when the silicate mineral reacts with lime and water, ie, binds lime instead of liberating it as happens in the reaction of CsS and C2S. The pozzolanic reaction is basically the reaction of potassium hydroxide (CH), silica S1O2 [in cement (S)] and water (H) where CSH is formed, as well as CAH and CASH, according to the pozzolanic material. When heat treated at 500-800 ° C 5, kaolin loses its crystalline water and produces Al 2 O 3 · S 1 O 2, which is pozzolanically active in water, called metakaolin. Among other things, metakaolin has been studied to be more potent than microsilica and more effective to compact concrete.
10 Kolmas tapa saavuttaa sidoslujuutta mineraalisessa sideaineessa on antaa pienten partikkelien yhdistyä kiteytymällä suuremmiksi. Gibbsin lain mukaan: Σ ai gi —» minimi, 15 jossa ai on partikkelien pinta-ala ja gi = partikkelin pinnan pinta-energia. Tämä tarkoittaa siten, että pienet partikkelit yrittävät aina kasvaa suuremmiksi, ja edelleen, että mitä pienempiä partikkelit ovat sitä nopeampaa kasvu on, edellyttäen, että materiaali on edes vähän veteen liukenevaa.A third way to achieve bond strength in a mineral binder is to allow the small particles to combine to crystallize into larger ones. According to Gibbs's law: Σ ai gi - »minimum, where ai is the surface area of the particles and gi = the surface energy of the particle surface. This means that small particles always try to grow larger, and further that the smaller the particles, the faster the growth, provided that the material is even slightly water-soluble.
20 Aikaisemmin on muun muassa Engelhard Corporationin US-patentti 6 027 561 käsitellyt metakaoliinin käyttöä sementtisen sideaineen kanssa niin, että metakaoliini on spray-kuivattu, jolloin on saatu muodostettua metakaoliinin agglomeraatteja, jotka on sekoitettu sementin kanssa vähintään 40% metakaoliinin osuutena veteen. Tämän patentin mukaisesti ^ metakaoliin agglomeraatit säilyvät ehjinä betonimassaa sekoitettaessa ja vähentävät veden ^ 25 tarvetta noin 10%, verrattuna siihen, että sama määrä metakaoliinia olisi erillisinä hiukka- § sinä. Edellisessä patentissa ei kuitenkaan määritetä näiden kahden peruskomponentin suh- ^ detta, mikä olisi lujuuden luomisen kannalta edullista ja jopa optimaalista.Previously, U.S. Patent No. 6,027,561 to Engelhard Corporation, for example, has treated the use of metakaolin with a cementitious binder such that metakaolin has been spray-dried to form metakaolin agglomerates mixed with cement in a proportion of at least 40% metakaolin to water. According to this patent, the agglomerates of met-metakaolin remain intact when mixing the concrete mass and reduce the veden 25 water requirement by about 10% compared to having the same amount of metakaolin as separate particles. However, the previous patent does not determine the ratio of these two basic components, which would be advantageous and even optimal for generating strength.
XX
XX
CLCL
^ Ash Grove Company on US-patentissa 5 788 762 esittänyt metakaoliinin käytön sementin m 5) 30 seassa pozzolaanina niin, että metakaoliinia on polton jälkeen jauhettu niin pitkälle, että 00 o työstettävä vesi/sideaine suhde on 33% tai vähemmän. Tämä merkitsee sitä, että metakao-In U.S. Patent No. 5,788,762, Ash Grove Company discloses the use of metakaolin as pozzolan in cement m 5) 30 so that after burning, the metakaolin is milled to a working water / binder ratio of 33% or less. This means that the
CVJCVJ
liinia ei voi jauhaa pitemmälle, koska veden tarve kasvaa merkittävästi. Esillä olevan keksinnön mukaan metakaoliini tuodaan seokseen yhdessä muiden sideainekomponenttien 3 kanssa kohtuullisen kokoisina agglomeraatteinaJolloin sekoitusveden tarve ei nouse suuren hienoainemäärän vuoksi suureksi, eikä massan viskositeetti puolestaan muodostu suureksi.the line cannot be milled further because the need for water is increasing significantly. According to the present invention, metakaolin is introduced into the mixture together with the other binder components 3 in moderately sized agglomerates, whereby the need for mixing water does not increase due to the high content of fines and the viscosity of the pulp is not high.
5 Kun tarkastelemme sekoitustekniikkaa sementin valmistuksen kannalta, ei kirjallisuudessa juurikaan ole esitetty kuinka vaikeaa lähes kiinteän vaiheen sekoitus on. Nesteitä sekoitettaessa on aina turbulenssia ja diffuusiota, mikä auttaa sekoituksen lopputulosta. Betoni-massaa sekoitettaessa ei mitään j atkoliikkumista tapahdu, vaan sekoituselimen paineen ja kineettisen energian on tuotava kaikki ainekset niin lähelle toisiaan kuin olisi toivottavaa. 10 Olennaisesti täydellinen sekoitus betonimassoille ei täten juurikaan käytännössä toteudu. Tilanne on vielä yksinkertainen kun sekoitetaan vain kiviainesta, sementtiä ja vettä. Kun tuodaan muita komponentteja mukaan, sekoituksen vaativuus korostuu. Sidney Diamond, School of Civil Engineering, Purdue University, West Lafayette USA, 2005, on esittänyt, että hienoaineksen kasaumat eivät erkaudu edes 30 minuutin betonin sekoituksen aikana, 15 kun vastaava normaali sekoitusaika on 1,5-2 min.5 When looking at mixing technology from the point of view of cement production, there is little literature on how difficult near-solid phase mixing is. When mixing liquids, there is always turbulence and diffusion, which helps the final mix. When agitating the concrete mass, no agitation occurs, but the pressure and kinetic energy of the mixing member must bring all the materials as close together as desired. 10 Thus, a substantially complete mix of concrete masses is practically non-existent. The situation is still simple when mixing only aggregate, cement and water. When other components are included, the need for mixing is emphasized. Sidney Diamond, School of Civil Engineering, Purdue University, West Lafayette USA, 2005, has reported that the aggregates of the fines do not separate even during 30 minutes of concrete mixing, while the corresponding normal mixing time is 1.5-2 minutes.
On olemassa tarve sideainekoostumukselle, joka antaa siitä tuotetulle betonille tai laastille suurta lujuutta, siten estäen muun muassa halkeamien muodostusta, jajosta voi vaivattomasti ja nopeasti valmistaa olennaisesti homogeenista betonimassaa.There is a need for a binder composition which gives high strength to the concrete or mortar produced therefrom, thereby preventing, inter alia, the formation of cracks, from which a substantially homogeneous concrete mass can be easily and quickly produced.
2020
Esillä olevan keksinnön tavoitteena on saada aikaan tällainen suuren lujuuden omaavan koostumuksen, jossa sideainekoostumus on muodossa, jossa sen komponentit ovat läsnä valmiiksi hyvin lähellä toisiaan.It is an object of the present invention to provide such a high strength composition wherein the binder composition is in a form where its components are already very close to one another.
't o 25 Yllättäen on huomattu, että muodostamalla sideainekoostumuksen komponenteista rakeita, cd joissa kussakin on läsnä tarvittavat komponentit ennalta määrätyissä suhteissa, saadaan 0 to koostumus, joka on helppo sekoittaa betonimassan muiden komponenttien kanssa.Surprisingly, it has been found that by forming granules of the components of the binder composition, each of which contains the required components in predetermined proportions, a composition is obtained which is easily mixed with the other components of the concrete mass.
cccc
CLCL
Esillä oleva keksintö koskee täten rakeista koostumusta betonimassan valmistukseen, mThe present invention thus relates to a granular composition for the preparation of concrete mass, m
10 IA10 IA
c\j 30 m o Täsmällisemmin sanottuna esillä olevan keksinnön mukaiselle rakeiselle koostumukselle o C\l on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosissa.More particularly, the granular composition according to the present invention is characterized by what is set forth in the characterizing parts of claim 1.
44
Keksinnön mukaiselle koostumuksen valmistusmenetelmälle on puolestaan tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 9, keksinnön mukaiselle betonimassalle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimuksessa 16, ja keksinnön mukaiselle betoni-massan valmistusmenetelmälle on tunnusomaista se, mikä on esitetty patenttivaatimukses-5 sa 18.The process for preparing the composition according to the invention, in turn, is characterized by what is claimed in claim 9, the concrete mass according to the invention is characterized by what is stated in claim 16 and the process for producing concrete mass according to the invention is characterized by claim 18.
Keksinnössä tuodaan täten kaikki lujuutta lisäävät komponentit yhtä aikaa oikein paikoitet-tunaja oikeassa suhteessa betonimassan valmistukseen ja hyödynnetään erillisiä lujuutta antavia mekanismeja optimaalisesti yhtä aikaa.The invention thus provides all strength enhancing components at the same time correctly positioned and proportional to the concrete mass production and utilizes separate strength-providing mechanisms optimally at the same time.
1010
Rakeeseen läheisesti tuodut reagoivat ainekset on edullinen tapa ja siellä ne myös pysyvät toistensa läheisyydessä normaalin betonin sekoituksen aikana, paikassa jossa reaktiot tapahtuvat. Se osa, joka hajoaa sekoituksessa jakautuu homogeenisesti massaan, koska jakautumisen lähteet (rakeet) ovat jo homogeenisesti jaettuja betonin sekoituksen yhteydes-15 sä.Reactive materials introduced in close proximity to the granule are an advantageous route and will also remain in close proximity to one another during the normal mixing of concrete where the reactions occur. The part which is disintegrated in the mix is homogeneously distributed in the mass, since the sources of distribution (granules) are already homogeneously distributed in the mixing of the concrete.
Keksinnön muut yksityiskohdat ja edut selviävät seuraavasta yksity i skohtai sesta kuvauksesta.Other details and advantages of the invention will be apparent from the following detailed description.
20 Kuvio 1 on piirustus, jossa esitetään rakeiden ulkomuodot 240-kertaisella suurennuksella, eri tavoin valmistettuna, kuviossa la valmistettu fluidinaja kuvioissa Ib, le ja Id valmistettu ei-fluidina, jolloin fluidi tarkoittaa kaasuvirrassa päällystettyjä metakaoliini-agglomeraatteja ja ei-fluidi tarkoittaa kuivana sekoitettuja.Fig. 1 is a drawing showing the appearance of granules at 240 times magnification, differently prepared, the fluid of Fig. 1a, and non-fluid in Figs. Ib, le and Id, wherein the fluid refers to metakaolin agglomerates coated in the gas stream and non-fluid.
'ίο 25 Kuviossa 2 on esitetty elektronimikroskooppikuvia keksinnön mukaisista metakaoliinira- cd keistä, kuviossa 2a 250-kertaisena suurennoksena ja kuviossa 2b 4000-kertaisena suuren ee co noksena.Fig. 2 shows electron microscope images of the metakaolin grid according to the invention, Fig. 2a as a 250x magnification and Fig. 2b as a 4,000x magnification.
c\jc \ j
XX
XX
o_o_
Esillä oleva keksintö koskee rakeista koostumusta, joka soveltuu betonimassan valmistuk-ln oj 30 seen, jossa koostumuksen rakeet sisältävät kukin sideainetta, apuainetta ja hienoainesta o ennalta määrätyissä suhteissa.The present invention relates to a granular composition suitable for the preparation of concrete mass, wherein the granules of the composition each contain binder, excipient and fines in predetermined proportions.
c\j 5c \ j 5
Edullisesti rakeisen koostumuksen rakeet sisältävät - hydraulisen sideaineen, - pozzolaanisen sideaineen, ennalta agglomeroituna, hienoainesta, edullisesti kalsiumkarbonaattia hienoksi jauhettuna, sopivimmin 5 kaisiumkarbonaatin nanopartikkeleita, notkistimen ja - pienen määrän vettä.Preferably, the granules of the granular composition comprise: - a hydraulic binder, - a pozzolanic binder, pre-agglomerated, a fines, preferably calcium carbonate, finely ground, preferably 5 calcium carbonate nanoparticles, a plasticizer, and - a small amount of water.
Pozzolaaninen sideaine on edullisesti kaoliniittiä sisältävää kalsinoitua savea tai kaoliinia, 10 sopivimmin metakaoliinia. Tämä agglomeroitu sideaine on lopullisessa koostumuksessa kalsinoitu niin pitkälle että ainakin sen ulkopinnat ovat olennaisesti kalsinoituneet.The pozzolanic binder is preferably kaolinite-containing calcined clay or kaolin, most preferably metakaolin. This agglomerated binder is calcined in the final composition to such an extent that at least its outer surfaces are substantially calcined.
Kai siumhy droksi di a hydrataatiossa erittävän hydraulisen sideaineen ja pozzolaanisen sideaineen suhde on sellainen, että pozzolaaninen sideaine sitoo enintään 90 % vapautuvasta 15 kai siumhy droksidi stä.The ratio of hydraulic binder to pozzolanic binder in hydrocarbon di a hydration is such that the pozzolanic binder binds up to 90% of the released carbohydrate.
Esillä olevassa keksinnössä kolmas sideaine on ulottuvuus, joka ei perustu hydrauliseen reaktioon, vaan pintaenergian autonomiseen pienentymiseen. Nämä yhdessä optimoivat laastin tai betonin lujuuden. Pozzolaanin reaktion käyttö puolestaan on esillä olevan kek-20 sinnön mukaan optimoitu. Esimerkiksi Engelhaardin US-patentissa 6 027 561 ei perustella pozzolaanien käyttöä muutoin kuin että saadaan korkeampi puri stuslujuus verrattuna siihen että metakaoliini ei olisi saatettu agglomeraateiksi ennen sekoittamista sementtiin ja lopuksi veteen. Kyseisessä patentissa kalsinointi suoritetaan ennen agglomerointia, kun nämä vaiheet suoritetaan päinvastaisessa järjesty ksessä esillä olevassa keksinnössä.In the present invention, the third binder is a dimension that is not based on a hydraulic reaction but on an autonomous reduction of surface energy. These together optimize the strength of the mortar or concrete. The use of the pozzolan reaction, in turn, is optimized according to the present invention. For example, Engelhaard's U.S. Patent No. 6,027,561 does not justify the use of pozzolans other than to provide a higher purity of comminution compared to the non-agglomeration of metakaolin before mixing with cement and finally water. In that patent, calcining is performed prior to agglomeration, when these steps are performed in the reverse order of the present invention.
S 25 c\j g On yleisesti tiedossa, että kalkkikivi betonissa korjaa jopa siinä olevia halkeamia, koska g CaC03 on hieman liukoinen veteen (näin luolien stalagmiitit muodostuvat). Kalkkikivi i betonin aggregaattina antaa betonille puri stusluj uuden, joka on vähintään sama, edullisestiIt is generally known that limestone in concrete corrects even cracks in it because g CaCO3 is slightly soluble in water (thus forming cave stalagmites). Limestone i as a concrete aggregate gives Puri stusluj a new concrete which is at least the same, preferably
CLCL
suurempi kuin se, joka saadaan graniitti-aggregaatilla.larger than that obtained with the granite aggregate.
ro λ a c\i 30ro λ a c \ i 30
LOLO
o Keksinnössä käytetty hienojakoinen kiviaines, eli ’’täyteaine” tai ’’mikrofilleri”, on edulli- ^ sesti kalkkikiveä, koska sillä saadaan toteutettua sekä karbonaattien yhteen kasvaminen että ns. kiinteä liuos CaC03 ja Ca(OH)2:n välillä (Lea, The chemistry of cement and concrete, kolmas painos, 1970, sivu 266 ). Myös trikalsiumaluminaattihydraattia muodostuu 6 nopeasti. Tätä kalkkikiveä voidaan sekoittaa ’’rakeeseen” edullisesti 2-30 % rakeen koko painosta, edullisimmin noin 15 %.The fine aggregate used in the invention, i.e., "filler" or "microfiller," is preferably limestone because it achieves both carbonate coalescence and so-called "carbonate". solid solution between CaCO 3 and Ca (OH) 2 (Lea, The Chemistry of Cement and Concrete, Third Edition, 1970, page 266). Tricalcium aluminum hydrate is also rapidly formed. This limestone can be blended with the '' granule '' preferably in the range of 2 to 30% by weight of the granule, most preferably about 15%.
Esillä olevan keksinnön mukaan rakeiden muodostuksen avulla on tuotu kaikki komponen-5 tit niin lähelle toisiaan kuin on mahdollista. Betonin valmistajalle myydään siis jo kuivassa vaiheessa esisekoitettu sideainesysteemi. Sideainesysteemiä eli raekoostumusta voidaan eri tarpeisiin varioida. Metakaoliini voidaan korvata tai täydentää silikalla, sementti alumi-naattisementillä, jne. Keksinnön idea on, että kaikki funktionaaliset komponentit kootaan yhteen rakeeseen. Rakeita on helppo sekoittaa aggregaatti-aineksen ja veden kanssa homo-10 geenisemmaksi seokseksi ja seosta on betonin valmistuksessa helppo annostella. Betonin valmistajan tarvitsee vain ostaa ”raetta” tiettyyn tarkoitukseen ja tarvitaan vain yksi siilo sideaineelle.According to the present invention, all the components are brought as close to each other as possible by the formation of granules. The pre-mixed binder system is thus already sold to the concrete manufacturer in the dry phase. The binder system, i.e. the grain composition, can be varied for different needs. Metakaolin can be replaced or supplemented with silica, cement with aluminate cement, etc. The idea of the invention is to assemble all functional components in a single granule. The granules are easily mixed with aggregate material and water to form a more homogeneous mixture of homo-10, and the mixture is easy to dispense in the manufacture of concrete. The concrete manufacturer only needs to buy a "granule" for a particular purpose and only one silo for the binder.
Edellä kuvatuista tuotteista muodostuu itsekseen 20-120 pm:n kokoisia, edullisesti 80-100 15 pm:n kokoisia, pallomaisia rakeita. Näiden rakeiden runkoaine on edullisesti metakaoliini-agglomeraattia, jonka partikkelien koko on 10-100 pm, edullisesti noin 50 pm. Muut aineet tarttuvat sen pinnalle siten, että notkistin muodostaa noin 10 pm:n vyöhykkeen nano-partikkelien pinnalle, jotka nanopartikkelit ovat kooltaan 2-500 pm, edullisesti noin 50 pm. Sementtipartikkelit laajenevat rakeiden valmistuksen aikana tyypillisesti 2,06 kertaa ja 20 täyttävät runkoainepartikkeleiden välit.The products described above form spherical granules of 20-120 µm in size, preferably 80-100 µm in size. The granules of these granules are preferably metakaolin agglomerate having a particle size of 10 to 100 µm, preferably about 50 µm. Other substances adhere to its surface such that the extender forms a band of about 10 µm on the surface of the nanoparticles of nanoparticles in the range of 2 to 500 µm, preferably about 50 µm. Cement particles typically expand 2.06 times during granule production and fill the gap between aggregate particles.
Keksinnön mukainen tyypillinen raekoostumus on seuraavanlainen: ^ Metakaoliini-agglomeraattia 20-60 kg/m3 betonia 10-100 pm ° 25 Portland-sementtiä 250 -”- 2-100 pm § CaCCVnanopartikkeleita 10-40 -”- 2-1000 nmA typical granular composition according to the invention is as follows: Metakaolin agglomerate 20-60 kg / m3 concrete 10-100 µm 25 Portland cement 250 - "- 2-100 µm CaCO3 nanoparticles 10-40 -" - 2-1000 nm
Hienojakoista kiviainesta 100 -”- 0,1-100 pmOf fine aggregate 100 - ”- 0.1 to 100 µm
Er Notkistinta 2Er Plasterer 2
CLCL
m m 5) 30 Notkistimina voidaan tyypillisesti käyttää polyakryyliamidia, lignosulfonaattia, naftaleeni- oo o sulfonaattia tai melamiini-sulfonaattia tai useampia näistä, edullisimmin näiden polymeere jä- 7m m 5) Typically, polyacrylamide, lignosulfonate, naphthalene sulfonate or melamine sulfonate or more of these, most preferably their polymers, may be used as plasticizers.
Edullisesti kaikki lisä- ja apuaineet ja muut vastaavat aineet tuodaan samassa rakeessa betonimassan seko itukseenj oli öin asiakas joutuu huolehtimaan vain kiviainesten ja veden annostelusta rakeiden lisäksi.Advantageously, all of the adjuvants and adjuvants and the like are brought into the same granule for mixing the concrete mass, while the customer only has to dispense the aggregates and water in addition to the granules.
5 Rakeissa on paljon huokosia, jotka sitovat ja imevät kapillaarivoimillaan vettä tietyn ajan kuluessa, jolloin tämä vesi on myöhemmin käytettävässä hydraulisten sideainekomponent-tien hydrataatioon. Samalla näennäis-vesi/sementti-suhde sekoituksen aikana ja betonin valun aikana on suhteellisen suuri, jolloin massa on helppo valaa ja kuitenkin jäykistyy muotissa kohtuullisen nopeasti. Jos kaoliinin kalsinointi on suoritettu savukaasuilla tai 10 muutoin hiilidioksidi-ilmakehässä, niin hydrataatiossa muodostunut Ca(OH)2 muodostaa heti lisää saostuvaa CaCCEia. Gibbsin yhtälöllä (Ea® —» minimi) selittyy sekin, että miksi saostuvat ainekset saostuvat aina toisen partikkelin pintaan. Minimoituminen tapahtuu nopeammin kun kontaktikohtaa ei lasketa muodostuneeksi pinnaksi.The granules contain a large number of pores which bind and absorb water with their capillary forces over a period of time which is subsequently used for hydration of hydraulic binder components. At the same time, the apparent water-to-cement ratio during mixing and during concrete casting is relatively high, which makes it easy to cast and yet stiffens within the mold relatively quickly. If the calcination of kaolin has been carried out with flue gases or otherwise in a carbon dioxide atmosphere, the Ca (OH) 2 formed by hydration immediately forms more precipitated CaCCE. The Gibbs equation (Ea® - »minimum) also explains why precipitating substances always precipitate on the surface of another particle. Minimization occurs faster when the contact point is not counted as a formed surface.
15 Esillä olevan keksinnön erään edullisen sovellutusmuodon mukaan mukaan, rakeet valmistetaan tuomalla ensin pozzolaaninen sideaine, kuten metakaoliini, hienoaines ja hydraulinen sementti yhteen, minkä jälkeen seokseen lisätään vettä, kai siumkarbonaattia j a notkis-tinta. Esillä olevassa keksinnössä notkistin kiinnitetään edullisesti CaCOs:een ennen lisäystä seokseen.According to a preferred embodiment of the present invention, the granules are prepared by first bringing together a pozzolanic binder such as metakaolin, fines and hydraulic cement, followed by the addition of water, presumably carbonate, and a hardener. In the present invention, the extender is preferably attached to CaCOs before being added to the mixture.
2020
Sopivimmin kaoliini agglomeroidaan ensiksi esim. spraykuivaamalla ja vasta sen jälkeen se kalsinoidaan metakaoliiniksi, edullisesti kuumilla savukaasuilla. Tämän jälkeen metaka-oliini-agglomeraatti (MKA) saatetaan kosketuksiin halutun hydraulisen sementtityypin kanssa, edullisesti niin, että läsnä on dispergointiainettaja lopuksi sanottu strukturoitu o 25 kaksi-komponentti-agglomeraatti päällystetään esim. kaasuvirrassa hienojakoisella kal- co siumkarbonaattijauheella, edullisesti ns. nano-partikkeli kalsiumkarbonaatilla (n-PCC), i co joka on valmistettu saostamalla. Näillä kaikilla partikkeleilla on havaittu olevan taipumus x agglomeroitua yhä isommiksi partikkelikasautumisiksi, joita vain suuri leikkausvoima ha- jottaa. Edelleen on edullista saattaa muodostettava rae kosketuksiin hienojakoisimman jau-Preferably, kaolin is first agglomerated, e.g., by spray drying, and then calcined to metakaolin, preferably with hot flue gases. Thereafter, the metakaolin agglomerate (MKA) is contacted with the desired type of hydraulic cement, preferably in the presence of a dispersant, and finally the structured o-bicomponent agglomerate is coated, e.g. in a gas stream, with finely divided calcium carbonate powder. nano-particle with calcium carbonate (n-PCC), i co prepared by precipitation. All of these particles have been found to have a tendency to x agglomerate into ever larger particle aggregates, which are only decomposed by a high shear force. It is still advantageous to contact the granulate with the finest powder.
LOLO
oj 30 hetun kalkkikivitäyteaineen kanssa. Jauhettua kalkkikiveä voidaan käyttää edullisesti mää- oo g rässä noin 15 % sementistä, lisäten edullisesti betonimassan työstettävyyttä.Drain with 30 lime limestone filler. The ground limestone can preferably be used in a quantity of about 15% of cement, preferably increasing the workability of the concrete mass.
CVJCVJ
Toisen sovellutusmuodon mukaan rae valmistetaan siten, että ensiksi pozzolaaninen sideaine, kuten kaoliniittiä sisältävä savi, sekoitetaan veteen ja veteen lisätään valinnaisesti 8 lisäainetta, joka edullisesti on epäorgaanista ainetta, kuiva-ainepitoisuuteen 30-70 %, liete kuivataan kaasuvirrassa ja kalsinoidaan ainakin pinnaltaan edelleen 500-850 °C kaasuvir-rassa, sinänsä tunnetuilla tavoilla, mutta edullisesti sellaisessa kaasuvirrassa, joka sisältää hiilidioksidia. Kaisinoidun jäähdytetyn metakaoliini-agglomeraatin pinnalle suihkutetaan 5 betonin notkistinta sopiva määrä sitomaan sementtipartikkelit agglomeraatin pintaan kun sementtipöly ja agglomeraatit saatetaan kosketuksiin toistensa kanssa. Huomattakoon, että sementtipöly ja metakaoliini tarttuvat toisiinsa triboelektrisen varauksen johdosta ilman betonin notkistintakin. Metakaoliinin on keksinnön tutkimusten yhteydessä todettu keräävän muut partikkelit pinnalleen.According to another embodiment, the granule is prepared by first mixing a pozzolanic binder such as kaolinite clay with water and optionally adding 8 additives, preferably inorganic, to a dry matter content of 30-70%, drying the slurry in a gas stream and further calcining at least 500 850 ° C in a gas stream, in a manner known per se, but preferably in a gas stream containing carbon dioxide. On the surface of the quenched chilled metakaolin agglomerate, 5 concrete compactors are sprayed in an appropriate amount to bond the cement particles to the surface of the agglomerate when the cement dust and agglomerates are contacted. It should be noted that cement dust and metakaolin adhere to one another due to triboelectric charge without the use of a concrete grout. During the studies of the invention, metakaolin has been found to collect other particles on its surface.
1010
Seuraavassa vaiheessa jauhevirtaan puhalletaan CaC03-nano-partikkeleita ja jauhettua kalkkikiveä.In the next step, CaCO 3 nano particles and ground limestone are blown into the powder stream.
Kolmannessa sovellutusmuodossa valmistetaan vastaava sideainerae siten, että metakaolii-15 ni agglomeraatti ja hydraulinen sideaine sekä kalkkikivitäyteaine saatetaan pölymäisessä (fluidissa) muodossa yhteen ja annetaan partikkelien stabiloitua esim. leijupetissä 10-60 sekunnin ajanja tämän jälkeen sumutetaan näiden ainesten joukkoon saostettua kalsium-karbonaatti-lietettä yhdessä notkistimen kanssa. Tällöin tuodaan seokseen saostetun kalsiumkarbonaatin kanssa sellainen määrä vettä, että se vasta enintään 5-10 % hydraulisen 20 sideaineen kemiallisesta vedentarpeesta.In a third embodiment, the corresponding binder granule is prepared by bringing the metakaolin-agglomerate and hydraulic binder and limestone filler together in a dusty (fluid) form and allowing the particles to stabilize, e.g., in a fluidized bed for 10-60 seconds and then spray with a plasticizer. The amount of water introduced into the mixture with the precipitated calcium carbonate is such that it does not provide more than 5-10% of the chemical water requirement of the hydraulic binder.
Neljännen sovellutusmuodon mukaan muut jauheet sekoitetaan kuivana keskenään ja viimeksi siihen sekoitetaan metakaoliini-agglomeraatit, jotka keräävät muut partikkelit pinnalleen.According to a fourth embodiment, the other powders are mixed dry with one another and lastly mixed with metakaolin agglomerates which collect the other particles on their surface.
't δ 25't δ 25
CMCM
co Betonin tai laastin sekoituksessa on normaalisti kohtuullisia leikkausvoimia, jotka riisuvat i co ylimääräiset kerrokset pois muodostetun rakeen pinnalta, mutta havaintojemme mukaan x jättävät kaikki kolme eri kerrosta riittävästi paikalleen. Engelhardin patentissa kuvattu me- netelmä metakaoliini-agglomeraattien muodostamiseksi poikkeaa olennaisesti esillä ole-co Concrete or mortar mixes normally have moderate shear forces that remove the i co excess layers from the surface of the formed granule, but we find that x leaves all three layers sufficiently in place. The method for forming metakaolin agglomerates described in Engelhard's patent differs substantially from the present invention.
LOLO
cm 30 vasta menetelmästä, jossa agglomeraatit muodostetaan vesiliuoksessa ennen kalsinointia ja co § joka takaa että agglomeraatti (kalsinoinnissa) saa lujan rakenteen. Samalla säästetään ener-cm 30 only for the process whereby the agglomerates are formed in the aqueous solution before calcination and co § which guarantees that the agglomerate (calcining) has a strong structure. At the same time, it saves energy.
CMCM
giaa, kun kalsinoinnissa olennaisesti on tarpeen kalsinoida vain agglomeraatin ulkopinta.when it is essentially necessary to calcine only the outer surface of the agglomerate.
99
Rakenteen lujuutta voidaan parantaa edelleen sekoittamalla vesiliukoista epäorgaanista yhdistettä sekoitusveteen esim. spraykuivauksen sekoitusveteen, joka epäorgaaninen aines kuivuu ja sitoo lisää partikkeleita toisiinsa. Tällainen vesiliukoinen aines on edullisesti vesilasi Joka kuivuttuaan liukenee pelkästään kiehuvaan veteen. Kipsiä voidaan käyttää 5 samaan tarkoitukseen, tai kalsiumin liukoisia orgaanisia suoloja, kuten formiaattia tai ase-taattia, joissa tapauksissa orgaaninen osuus kalsinoitaessa palaa pois. Tätä agglomeraatin muodostusta ennen kalsinointia tai osittaista kalsinointia on käsitelty muun muassa aikaisemmassa patenttihakemuksessamme, US 20050000393.The strength of the structure can be further improved by mixing the water-soluble inorganic compound with the mixing water, e.g. spray-drying mixing water, which dries the inorganic material and binds more particles to each other. Such a water-soluble material is preferably a water glass, which upon drying dissolves only in boiling water. The gypsum can be used for the same purpose, or soluble organic salts of calcium, such as formate or acetate, in which case the organic portion is calcined when calcined. This agglomeration before calcination or partial calcination is discussed, inter alia, in our previous patent application, US 20050000393.
10 Keksinnön edullisen sovellutusmuodon mukaan tuodaan sideainerakeeseen tämän kalkki-kivikomponentti ns. nano-mittakaavassa, koska sopivassa ympäristössä juuri nanomitta-kaavaiset partikkelit pyrkivät nopeimmin kasvamaan. Kasvava, uudelleen kiteyttävä partikkeli kiinnittyy muiden partikkeleiden pintaan yleensä mekaanisin voimin ja ns. van der Waalsin läheisyysvoimilla. Kalsiumkarbonaatti-nano-partikkeleilla on lisäksi se ominai-15 suus, että ne helpottavat betonimassan työstettävyyttä.According to a preferred embodiment of the invention, the so-called lime-stone component of this binder is introduced into the binder granule. on a nano-scale because, in a suitable environment, it is precisely the nanoscale particles that tend to grow the fastest. The growing, recrystallizing particle adheres to the surface of the other particles, usually by mechanical forces and so called. van der Waals proximity forces. In addition, the calcium carbonate-nano particles have the property that they facilitate the workability of the concrete mass.
Kun sideainerakeeseen vielä tuodaan mukaan dispergointiaineet, jotka on sijoitettu rakeen sisälle, saadaan tuote, jossa on betoniasemalla mitattavana vain sideainerakeet, aggregaat-tikivi ja vesi.Further, when dispersants which are placed inside the granule are introduced into the binder granule, a product with only binder granules, aggregate and water is measured.
2020
Keksinnön mukainen betonimassa sisältää, keskenään sekoitettuina, edellä kuvatun rakeisen koostumuksen sekä kiviaineksen ja veden.The concrete mass according to the invention, when mixed with each other, contains the granular composition described above, as well as aggregate and water.
Massa valmistetaan tästä koostumuksesta, joka sisältää ainakin sideainetta, apuainetta ja o 25 hienoainesta ennalta määrätyissä suhteissa, rakeistamalla, minkä jälkeen mainitut rakeet co sekoitetaan kiviaineksen j a veden kanssa, coThe pulp is made from this composition, which contains at least a binder, excipient and a fines in predetermined proportions, followed by mixing said granules co with rock and water, co
C\JC \ J
x Esillä olevan keksinnön ainoa poikkeava vaatimus normaaliin betonin sekoitukseen verrat- ^ tuna on, että tässä tarvitaan sekoitintaja sekoitusenergiaa, joka on tavanomaista intensiivi- oj 30 sempää, ei ajallisesti, mutta teho/tilavuus suhteen. Sopivimmin sekoitus on jatkuvatoimis- co o ta.The only deviating requirement of the present invention as compared to normal concrete mixing is that it requires a mixer and mixing energy which is more intense, not temporally, but in terms of power / volume. Preferably, the mixing is continuous.
o c\jo c \ j
Seuraava ei-rajoittava esimerkki kuvaa keksintöä ja sen etuja.The following non-limiting example illustrates the invention and its advantages.
1010
EsimerkkiExample
Kaoliini lietettiin sekoittamalla se ensiksi 55 % vesilietteeksi, sitten se käsiteltiin disper-gaattorilla ja säädettiin pH arvoon 7,5 NaOH-liuoksella. Saatiin liete, jonka viskositeetti oli 5 520 cP lämpötilassa 21°C. Lietteeseen oli lisätty kylläistä Ca(HC03)2-a-liuosta niin, että,The kaolin was slurried by first mixing it in a 55% aqueous slurry, then treating it with a dispersant and adjusting the pH to 7.5 with NaOH. A slurry having a viscosity of 5 520 cP at 21 ° C was obtained. A saturated solution of Ca (HCO3) 2-a was added to the slurry so that,
CaCOsiksi laskettuna, liuennutta karbonaattia oli 1,8% kuiva-aineen määrästä. Tämä liete spray-kuivattiin ja saatiin läpimitaltaan 11,4 μιη partikkeleita, joista dgo oli 9,9 μιη. Todettiin, että muodostuneet agglomeraatti-partikkelit olivat lähes tasakokoisia ja pallomaisia.Calculated as CaCOs, the dissolved carbonate was 1.8% of the dry matter. This slurry was spray dried to give particles of 11.4 μιη, with a dgo of 9.9 μιη. It was found that the agglomerate particles formed were almost uniform in size and spherical.
10 Kalsinointi tapahtui tässä kokeessa Bentrup-yhtiön valmistamassa sähkövastus-uunissa ja samotti upokkaassa 1,5 kg erissä siten, että lämpötilaa kohotettiin hitaasti huoneenlämpötilasta aina 1050 °C lämpötilaan, jossa se pidettiin tunnin ajan. Massakato oli kaikkiaan 12,61 %, josta voitiin laskea, että kaoliniittipitoisuus ilmeisesti oli 88 %.10 In this experiment, calcination took place in an electric resistance furnace manufactured by Bentrup and was heated in a crucible in batches of 1.5 kg so that the temperature was slowly raised from room temperature to 1050 ° C for one hour. The total weight loss was 12.61%, from which it could be calculated that the kaolinite content was apparently 88%.
15 Keksinnön mukaiset rakeet (kuvio 2) valmistettiin sekoittamalla kuivissa olosuhteissa seu-raavan koostumukseen mukaiset ainekset (kuvio 1, ei-fluidi):The granules of the invention (Figure 2) were prepared by mixing under dry conditions the ingredients of the following composition (Figure 1, non-fluid):
Metakaoliini-agglomeraattia 20-40 kg/m3 betonia 10-100 pmMetakaolin agglomerate 20-40 kg / m3 concrete 10-100 µm
Portland-sementtiä 250 -”- 2-100 pm 20 CaCCL-nanopartikkeleita 10-40 -”- 2-500 pmPortland cement 250 - "- 2-100 µm 20 CaCCL nanoparticles 10-40 -" - 2-500 pm
Mikrofilleriä 100 -”- 0,1-100 pmMicrofillers 100 - ”- 0.1-100 µm
Notkistinta 2 ''t Tähän koostumukseen lisättiin ensiksi nano-PCC yhdessä pienen vesimäärän kanssa ja o 25 notkistimen mukana tulleen veden kanssa. Vettä käytettiin yhteensä 7 % koko kuiva-aineen co o määrästä ja 10 % sementin määrästä. Kunkin muodostuneen rakeen koostumus vastasi tätä co cm keskimääräistä koostumusta.Extender 2 '' t To this composition, nano-PCC was first added with a small amount of water and? 25 with the water supplied with the extender. Water was used in a total of 7% of the total solids and 10% of the cement. The composition of each formed granule corresponded to this average composition of co cm.
XX
DCDC
CLCL
LOLO
LOLO
C\1C \ 1
LOLO
COC/O
OO
OO
C\1C \ 1
Claims (17)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085255A FI124633B (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Structured cementitious binder |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI20085255A FI124633B (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Structured cementitious binder |
FI20085255 | 2008-03-28 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI20085255A0 FI20085255A0 (en) | 2008-03-28 |
FI20085255A FI20085255A (en) | 2009-12-01 |
FI124633B true FI124633B (en) | 2014-11-14 |
Family
ID=39269548
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI20085255A FI124633B (en) | 2008-03-28 | 2008-03-28 | Structured cementitious binder |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI124633B (en) |
-
2008
- 2008-03-28 FI FI20085255A patent/FI124633B/en not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FI20085255A0 (en) | 2008-03-28 |
FI20085255A (en) | 2009-12-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
ES2323747T3 (en) | COMPOSITIONS BASED ON IMPROVED CEMENT. | |
CN111556858B (en) | Method for enhancing mechanical strength and CO2 storage in cementitious products | |
FI124295B (en) | A process for the preparation of calcium silicate hydrate coated particles and their use | |
EP2167442B1 (en) | Lightweight cementitious compositions and building products and methods for making same | |
EP2297062B1 (en) | Binder composition | |
BR112020011508A2 (en) | GRINDED GRINDED ALTOFORNO SLAG-BASED AGGLUTINANT, DRY AND WET FORMULATIONS MADE FROM THIS AND ITS PREPARATION METHODS | |
JP4590185B2 (en) | Dense mortar ettringite binder containing calcium sulfate and calcium aluminate mineral compound | |
KR101930109B1 (en) | Cementitious binders containing pozzolanic materials | |
ES2337797T5 (en) | Hydraulic binder | |
KR20150006855A (en) | Dimensionally stable geopolymer compositions and method | |
CA2481273A1 (en) | Rapid setting cementitious composition | |
EP4204382B1 (en) | Limestone calcined clay cement (lc3) construction composition | |
US20190382308A1 (en) | Renewable admixtures for cementitious compositions | |
WO2018150753A1 (en) | Geopolymer composition, and mortar and concrete using same | |
Theobald et al. | C–S–H–Polycondensate nanocomposites as effective seeding materials for Portland composite cements | |
RU2526920C2 (en) | Structured composition of binding agent | |
WO2019072497A1 (en) | Building elements made from binders hardening by combined hydration and carbonation | |
CN110997591A (en) | Method for producing cement | |
FI124633B (en) | Structured cementitious binder | |
CZ20002782A3 (en) | Quickly hardening hydraulic binder mixture | |
AU2021331399A1 (en) | Cement-reduced construction composition | |
FI126073B (en) | AQUATIC SUSPENSION OF INORGANIC PARTICLES, PROCEDURES FOR PREPARING SUSPENSION AND USE OF SUSPENSION | |
Du et al. | Effects of additives on properties of rapid-setting controlled low-strength material mixtures | |
JP2003146725A (en) | Water-hardenable composition | |
CA3229659A1 (en) | Use of a colloidal polymer inorganic hybrid material as a construction composition additive |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Ref document number: 124633 Country of ref document: FI Kind code of ref document: B |
|
MM | Patent lapsed |