FI72308B

FI72308B - SAETT ATT SNABBHAERDA BETONG

Info

Publication number: FI72308B
Application number: FI813124A
Authority: FI
Inventors: Roman Malinowski
Original assignee: Roman Malinowski
Priority date: 1981-10-08
Filing date: 1981-10-08
Publication date: 1987-01-30
Also published as: FI813124L; FI72308C

Description

7230872308

Tapa pikakovettaa betonia.A way to quickly harden concrete.

Keksintö koskee menetelmää betonin ja vastaavien valumateriaalien pikakovettamiseksi.The invention relates to a method for the rapid curing of concrete and similar casting materials.

5 PCT-hakemuksessa PCT/SE78/00107 kuvataan menetelmää erityyppisten betonituotteiden valamiseksi tarvitsematta käyttää kovetuskammiota tai autoklaavia, jolloin betoni valetaan sekoittamisen jälkeen ja sille suoritetaan ulkoinen ja/ tai sisäinen tyhjökäsittely veden poistamiseksi ja tiivistämi-10 seksi. Hiilioksidikaasua johdetaan sitten massaan säilyttäen alipaine niin, että kaasu alipaineen vaikutuksesta diffundoi-tuu betonimassaan muodostuneisiin kapillaareihin siten, että massa kovettuu nopeasti. Eräässä suoritusmuodossa, jossa massasta poistetaan vesi ja massa puristetaan kokoon sille 15 levitetyn maton tai levyn avulla ja saatetaan alipaineeseen putken kautta, johdetaan hiilidioksidikaasua mainitun maton tai levyn kautta käyttäen hyödyksi massassa vallitsevaa alipainetta.PCT application PCT / SE78 / 00107 describes a method for casting different types of concrete products without the need for a curing chamber or autoclave, in which the concrete is cast after mixing and subjected to an external and / or internal vacuum treatment to remove water and compact. The carbon monoxide gas is then introduced into the mass while maintaining a vacuum so that the gas diffuses into the capillaries formed in the concrete mass under the action of the vacuum so that the mass hardens rapidly. In one embodiment, where the pulp is dewatered and the pulp is compressed by means of a mat or plate applied thereto and pressurized through a pipe, carbon dioxide gas is passed through said mat or plate utilizing the vacuum prevailing in the pulp.

Toisen suoritusmuodon mukaan alipaine muodostetaan 20 muotin yhden tai useamman sivun kautta valettavan kappaleen sisään joko määrättyjen sisään sijoitettujen osien, reikien tai onteloiden kautta tai sen sisäosassa olevan huokoisen materiaalikerroksen kautta. Tämän jälkeen hiilidioksidikaasua johdetaan vastaavalla tavalla siihen.According to another embodiment, a vacuum is created inside the body to be cast through one or more sides of the mold 20, either through defined inserts, holes or cavities, or through a layer of porous material inside it. The carbon dioxide gas is then introduced into it in a corresponding manner.

25 Näitä molempia pääsuoritusmuotoja voidaan eräissä tapa uksissa yhdistellä eri tavoin. Edelleen voidaan betonia samanaikaisesti tai jälkikäteen käsitellä muulla tavalla kuten kyllästämällä sopivalla liuoksella.25 The two main embodiments may in some cases be combined in different ways. Furthermore, the concrete can be treated simultaneously or afterwards in another way, such as by impregnation with a suitable solution.

Ne tekijät, joilla on suurin vaikutus karbonointimene-30 telmän nopeuteen, ovat osaksi ulkoinen ympäristö ja osaksi materiaalin huokosrakenne kuivattaessa materiaalia ennen karbo-nointia tai sen jälkeen.The factors that have the greatest effect on the rate of the carbonation process are partly the external environment and partly the pore structure of the material during drying of the material before or after carbonation.

Seuraavat ulkoiset tekijät vaikuttavat materiaalin kuivumiseen: materiaalin lämpötila, ilman liike, ympäristön 35 lämpötila ja ilman suhteellinen kosteus sekä mahdollisesti hiilidioksidikaasun liike. Sovittamalla yhteen nämä tekijät on mahdollista suorittaa optimaalinen karbonointikäsittely.The following external factors affect the drying of the material: the temperature of the material, the movement of the air, the ambient temperature and the relative humidity of the air, and possibly the movement of carbon dioxide gas. By combining these factors, it is possible to perform an optimal carbonation treatment.

2 723082 72308

On mm. toivottavaa, että materiaalin vedensitomisluku on pieni ja että käytetään sopivaa sideainetta (dullisesti sementtiä) ja sopivaa huokoisuutta joka täytyy sovittaa halutun lujuuden mukaan. Nopean karbonoitumisen saavuttami-5 seksi täytyy myös hiilidioksidin absorboitua helposti materiaaliin.There are e.g. it is desirable that the water-binding number of the material be low and that a suitable binder (preferably cement) and a suitable porosity be used which must be adapted to the desired strength. In order to achieve rapid carbonation, carbon dioxide must also be easily absorbed into the material.

Keksintö koskee menetelmää betonin tai muun vastaavan valumateriaalin pikakovettamiseksi karbonoimalla, jolloin materiaalin ympärille muodostetaan ilmatiivis, suljettu sys-10 teemi ja materiaali saatetaan alipaineeseen. Menetelmälle on tunnusomaista, että materiaali kuivataan ennen karbonointia ja sen aikana poistamalla jatkuvasti kosteutta valvotuissa olosuhteissa ilmankierrätyksen ja kiertävän ilman kosteuden-poiston avulla, jolloin materiaalin saattaminen alipaineeseen, 15 karbonointi ja ilman kierrätys tapahtuvat ilmatiiviissä, suljetussa systeemissä.The invention relates to a method for the rapid curing of concrete or other similar casting material by carbonation, whereby an airtight, closed sys-10 system is formed around the material and the material is subjected to a vacuum. The method is characterized in that the material is dried before and during carbonation by continuously removing moisture under controlled conditions by air recirculation and dehumidification of the circulating air, whereby the material is reduced, carbonized and air recirculated in an airtight, closed system.

Keksinnön mukaisen kovetusmenetelmän suorittamiseksi voidaan käyttää laitetta, joka käsittää ilmatiiviin, suljetun yksikön, jossa on välineet ilmankiertoa, lämmönsyöttöä sekä 20 ilmankuivausta varten, sekä suljettuun yksikköön yhdistetyn konditiointisäätölaitteen, jonka avulla voidaan saattaa mainitut välineet toimimaan jokainen erikseen tai yhdessä kovettavan materiaalin koostumuksesta, rakenteesta, geometriasta jne. riippuen.A device comprising an airtight, closed unit with means for air circulation, heat supply and air drying and a conditioning control device connected to the closed unit can be used to carry out the curing method according to the invention, by means of which said means can be made to operate individually or in combination with a curable material. etc. depending on.

25 Tyhjökäsittely voidaan suorittaa käyttäen tyhjönmuodos- tuslaitetta, joka on liitetty kovettamistilaan, esimerkiksi suljettuun muottiin tai suljettuun kammioon.The vacuum treatment can be performed using a vacuum generating device connected to a curing space, for example a closed mold or a closed chamber.

Erilaisia menetelmiä ja laitteita betonimateriaalin pikakovettamiseksi on kuvattu US-patenteissa 4 117 059, 30 4 117 060 ja 3 492 385.Various methods and apparatus for instant curing concrete material are described in U.S. Patents 4,117,059, 30,417,060 and 3,492,385.

Patentista 4 117 060 tunnetaan tapa pikakovettaa betonia joka on kuivattu verrattain kuivaksi seokseksi, joka sisältää vinyylin ja asetaattidibutyylin sekapolymeeriä ja johon kohdistetaan puristus muotissa, minkä jälkeen hiili-35 dioksidikaasua johdetaan seokseen muotin lävitse. Tämän menetelmän tehokkuus riippuu siitä kuivumisesta, joka osaksi tapahtuu polymeerilisäyksen vaikutuksesta. Mitään määrättyäU.S. Pat. No. 4,117,060 discloses a method for rapidly curing concrete which has been dried to a relatively dry mixture containing a copolymer of vinyl and acetate dibutyl and subjected to compression in a mold, after which carbon-35 dioxide gas is introduced into the mixture through the mold. The effectiveness of this method depends on the drying, which is partly due to the addition of polymer. Nothing prescribed

IIII

3 72308 ratkaisua kosteuden poistovaikeuksiin ei esitetä. Patentti US- 4 117 059 perustuu samaan periaatteeseen kuin US 4117060, mutta kovettamistilana käytetään avointa kammiota betonituotteiden tai vastaavien jatkuvaa valmistusta varten. Hiilidi-5 oksidikaasua johdetaan tällöin US-patentin 4 117 060 raukaisen muotin asemasta kammioon.3 72308 solution for dehumidification difficulties is not presented. U.S. Pat. No. 4,117,059 is based on the same principle as U.S. Pat. No. 4,111,060, but an open chamber is used as the curing space for the continuous manufacture of concrete products or the like. The carbon-5 oxide gas is then introduced into the chamber instead of the capped mold of U.S. Patent 4,117,060.

Mainitun menetelmän yhteydessä korostetaan, että kammion korkeuden suhde tuotteen paksuuteen vaikuttaa suoraan kovetustulokseen. Lisäksi todetaan, että mainitut polymeerit 10 ovat välttämättömiä pikakovettumisen saavuttamiseksi esitetyn menetelmän mukaan ja menetelmä eroaa siten oleellisesti esillä olevan keksinnön mukaisesta menetelmästä.In connection with said method, it is emphasized that the ratio of the height of the chamber to the thickness of the product directly affects the curing result. It is further noted that said polymers 10 are necessary to achieve rapid curing according to the disclosed method and the method thus differs substantially from the method of the present invention.

Patentissa US- 3 492 385 esitetään tapa nopeuttaa kovettumista, jolloin betonikappaleet muoteissaan siirretään 15 pystysuunnassa vuorottelevien kylmien ja lämpimien vyöhykkei den lävitse hiilidioksidilla rikastetussa atmosfäärissä.U.S. Pat. No. 3,492,385 discloses a method of accelerating curing by transferring concrete pieces in their molds through vertically alternating cold and warm zones in a carbon dioxide-enriched atmosphere.

Tämä menetelmä ei ratkaise vedenpoisto- ja kuivausongelmaa.This method does not solve the problem of dewatering and drying.

Oleellista esillä olevassa keksinnössä on siten se, että kovettumiseen vaikuttavat tekijät voidaan säätää niin, 20 että ne vaikuttavat yhdessä tai erikseen tai erilaisina yhdis telminä samanaikaisesti tai toisiinsa nähden eri ajankohtina, ja että ne voidaan sovittaa kappaleiden muodon ja rakenteen mukaan niin, että saavutetaan optimaaliset kovetusolosuhteet.Thus, it is essential in the present invention that the factors affecting curing can be adjusted to act together or separately or in different combinations simultaneously or at different times relative to each other, and that they can be adapted to the shape and structure of the bodies so as to achieve optimal curing conditions. .

Vaadittavat konditiointivälineet eli lämpölähteen, 25 tuulettimen, kosteudenpoistajän (esimerkiksi suolaa tai tii- vistämislaitteen), konditiointisäätölaitteen ja mahdollisesti tyhjiölaitteen sekä hiilidioksidin syöttölaitteen käsittävä laitteisto voidaan liittää suljettuun muottiin, suljettujen muottien yhdistelmään tai suljettuun kammioon.The required conditioning means, i.e. an apparatus comprising a heat source, a fan, a dehumidifier (e.g. a salt or sealing device), a conditioning control device and possibly a vacuum device and a carbon dioxide supply device, can be connected to a closed mold, a combination of closed molds or a closed chamber.

30 Suljetussa muotissa, joka muodostuu yhdestä ainoasta muotista tai vaakatasossa tai pystysuunnassa yhdistetystä muottiyhdistelmästä, voidaan valumateriaalilla suoritetun muotin (muottien) täyttämisen jälkeen poistaa ensin vesi tyhjöimun avulla ja samanaikaisesti tyhjökäsittelyn aikana 35 tai sen jälkeen syöttää hiilidioksidia ylläpitäen määrättyä alipainetta maassa. Ennen hiilidioksidin syöttämistä tai 4 72308 sen aikana lämpöä syötetään tuulettimen avulla niin, että muodostuu suljettu ilmankierto kosteuden poiston mahdollistamiseksi kiertävästä ilmasta suolojen ja veden tiivistämisen avulla.In a closed mold consisting of a single mold or a combination of molds connected horizontally or vertically, after filling the mold (s) with the casting material, water can first be removed by vacuum suction and simultaneously fed during vacuum treatment to maintain a certain vacuum in the ground. Before or during the supply of carbon dioxide, 4 72308 heat is supplied by a fan so as to form a closed air circulation to allow the removal of moisture from the circulating air by condensing salts and water.

5 Toinen vaihtoehto suljettua muottia käytettäessä on, että edellä mainitussa menettelyssä johdetaan hiilidioksidia tyhjökäsittelyn avulla suoritetun vedenpoiston jälkeen samanaikaisesti lämpötuuletuksen ja kosteuden poiston aloittamisen kanssa.5 Another alternative when using a closed mold is that in the above-mentioned procedure, carbon dioxide is introduced after dewatering by vacuum treatment at the same time as the start of thermal ventilation and dehumidification.

10 Suljetussa kammiossa tapahtuvassa kovetusmenettelyssä muotoilu materiaali siirretään kammioon muotin kanssa tai ilman sitä yleensä puristettuna ja vain vähän vettä sisältävänä. Menetelmä suoritetaan tällöin edullisesti siten, että kammioon siirretty materiaali ensin kuivataan ja siitä poiste- 15 taan kosteus lämpölähdettä ja kosteudenpoistolaitta käyttäen, minkä jälkeen materiaaliin kohdistetaan tyhjöimu. Kammioon johdetaan sitten hiilidioksidia säilyttäen alipaine.10 In a closed chamber curing process, the molding material is transferred to the chamber with or without a mold, usually compressed and containing little water. The method is then preferably carried out in such a way that the material transferred to the chamber is first dried and dehumidified using a heat source and a dehumidifier, after which the material is subjected to vacuum suction. Carbon dioxide is then introduced into the chamber while maintaining a vacuum.

Keksinnön mukaisen menetelmän eri suoritusmuodot ilmenevät kuviosta 1.Various embodiments of the method according to the invention appear from Figure 1.

20 Keksinnön mukaista menetelmää on tutkittu kokeissa, joissa, valmistettiin julkisivutiilejä betonista. Koeolosuhteet ja sen tulokset olivat seuraavat: 1. Sementti, hiekka 2,7, vesi 0,3, vesisementtisuhde 0,31, alkulämpötila 20-30°C, alipaine 0,5 baaria, 10 min 25 CC^-kaasun lämpötila 24-34°C, paine 0,1 baaria, kosteuden- poisto, lämminilmakierto 24-35°C, kovetusaika 42 min, tiheys 2,1 lujuus, keskiarvo 30 MPa.The method according to the invention has been studied in experiments in which, facade bricks were made of concrete. The experimental conditions and its results were as follows: 1. Cement, sand 2.7, water 0.3, water-cement ratio 0.31, initial temperature 20-30 ° C, vacuum 0.5 bar, 10 min 25 CCl 2 gas temperature 24-34 ° C, pressure 0.1 bar, dehumidification, hot air circulation 24-35 ° C, curing time 42 min, density 2.1 strength, average 30 MPa.

2. Samat kuin edellä käyttäen lisäaineita (polymeerejä), lujuus 18,9 MPa.2. Same as above using additives (polymers), strength 18.9 MPa.

30 3. Materiaali sama kuin kohdassa 1.30 3. Material the same as in 1.

Ei tyhjötä, hiilidioksidin paine 0,1 baaria, lämpötila 23-32°C, kosteuden poisto, lämminilmakierto 24-34°C, kovetusaika 34 min, tiheys 2,1 lujuus, keskiarvo 243 MPa.No vacuum, carbon dioxide pressure 0.1 bar, temperature 23-32 ° C, dehumidification, warm air circulation 24-34 ° C, curing time 34 min, density 2.1 strength, average 243 MPa.

4. Samat kuin kohdassa 3 käyttäen lisäaineita (poly- 35 meerejä), lujuus 18,1 MPa.4. Same as in 3 using additives (polymers), strength 18.1 MPa.

IIII