FI72962C

FI72962C - Tillsatsblandning foer betong och bruk, foerfarande foer dess framstaellning och dess anvaendning.

Info

Publication number: FI72962C
Application number: FI834404A
Authority: FI
Inventors: Magne Dastol
Original assignee: Elkem As
Priority date: 1982-12-07
Filing date: 1983-12-01
Publication date: 1987-08-10
Also published as: DK165782B; NL190550C; PH19938A; FI834404A; PT77741B; NO824100L; FR2537127B1; SE460288B; BE898398A; CH658854A5; ZA838678B; AU2215983A; NO153566B; BR8306701A; FI72962B; FI834404A0; CA1220793A; NL8304193A; IS2867A7; DK165782C

Description

1 72962

Betonin ja laastin lisäaineseos, menetelmä sen valmistamiseksi ja sen käyttö Tämä keksintö koskee lietteen muodossa olevaa beto-5 nin ja laastin lisäaineseosta, joka sisältää silikapölyä, plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta ja vettä. Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen lisäaineseok-sen valmistamiseksi sekä lisäaineseoksen käyttöä betonin ja laastin lisäaineena.

10 On tunnettua käyttää silikapölyä betonin lisäaineena.

CH-patenttijulkaisusta 574 88C tunnetaan sementtiseos, joka koostuu sementistä, silikapölystä ja mahdollisesti plasti-sointlaineesta. Silikapöly ja plastisointiaine lisätään kuitenkin erikseen sementtiin.

15 GB-patenttijulkaisusta 1 532 178 tunnetaan menetelmä alhaisen alumiinipitoisuuden omaavan sementtiseoksen valmistamiseksi. Seos koostuu silikapölystä, sementistä ja mahdollisesti plastisoivasta aineesta. Julkaisussa todetaan lisäksi, että sementtiä, silikageelipölyä ja mahdollisesti 20 plastisointiainetta voidaan sekoittaa ennen niiden lisäämistä betoniin. Kyseessä on kuitenkin kuiva seos. Näin ollen ei saada riittävän homogeenista silikapölyn ja plasti-sointiaineen seosta.

Nyt on havaittu, että saadaan oleellisesti parempia 25 tuloksia lisäämällä betoniin tai laastiin lietteen muodossa olevaa lisäaineseosta, joka sisältää silikapölyä, plastisointiainetta ja vettä, jolloin samalla yllättäen on osoittautunut, että tällaisella lietteellä on taipumus geelinmuodostukseen, mikä mahdollistaa pitkän varastointi-30 ajan. Seoksella on lisäksi muita edullisia ominaisuuksia, joita kuvataan jäljempänä.

2 72962

Keksintö koskee siten betonin ja laastin lisäaine-seosta, jolle on tunnusomaista, että se on lietteen muodossa, joka sisältää 10-80 paino-% silikapöljyä, 0,5-40 paino-% plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta ja loput 5 vettä ja jonka pH-arvo on alueella 3,0-7,5.

Keksintö koskee myös menetelmää tällaisen lisäaine-seoksen valmistamiseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että yhtä tai useampaa plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta sekoitetaan veden kanssa, minkä jälkeen silika-10 pölyä lisätään niin, että seos sisältää 10-80 oaino-% sili-kapölyä ja 0,5-40 paino-% plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta, ja seoksen pH säädetään arvoon 3,0-7,5.

Joskaan ei täysin ymmärretä tapahtumia esisekoitta-misen aikana, oletetaan, että esisekoittaminen vaikuttaa 15 synergistisesti betonipanoksen plastisuuteen ja työstettä-vyyteen. Samalla saavutetaan suurempi lujuus kuin tavallisissa betonipanoksissa, joihin aineosat lisätään tavalliseen tapaan yksitellen.

Keksinnössä käytettävät plastisoivat ja mahdolliset 20 kiihdyttävät tai hidastavat aineet ovat tunnettuja, tavallisia aineita, joita nykyään käytetään erittäin lujassa betonissa, jonka puristuslujuus on 40-80 MPa.

Keksintö koskee myös lisäaineseoksen käyttöä betonin ja laastin lisäaineena niin, että betoni tai laasti sisäl-25 tää 2-100 paino-% silikapölyä ja 0,1-5 paino-% plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta, laskettuna sementin määrästä.

Seos voidaan lisätä betonipanokseen sekoitusprosessin missä tahansa vaiheessa. Tällaisella esisekoituksella on 30 suuri etu verrattuna tavanomaiseen betonin sekoitusmenetelmään, jossa jokainen komponentti erikseen sekoitetaan betoniin. Esisekoitettaessa veden kanssa plastisointiaine pyrkii muodostamaan päällysteen silikapölyhiukkasille ja dis-pergoimaan nämä homogeenisesti massaan. Seurauksena on, 35 että materiaalissa muodostuneet flokkuloituneet aineet hajoavat. Tällaisia flokkuloituneita aineita muodostuu usein sekoitettaessa komponentteja erikseen. Flokkuloituneet aineet 3 72962 voivat vaikuttaa hyvin haitallisesti valetun betonin tasaiseen lujuuteen ja kestävyyteen. Jos betonipanokseen on muodostunut flokkuloituneita aineita, näiden dispergointi vaatii aikaa vievää mekaanista sekoittamista. Tämä saattaa 5 johtaa liikasekoittumiseen, joka voi pilata panoksen työs-tettävyyden ja valettavuuden.

Sen jälkeen kun ilmasekoitteinen betoni otettiin käyttöön 1930-luvun puolivälissä, betoniteknologian tärkeämpiä edistysaskeleita on ollut ns. plastisointiaineiden 10 käyttöönotto.

Plastisointiaineet ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka määrätyksi ajaksi saattavat betonin juoksevaan tilaan. Tämä merkitsee sitä, että 1) voidaan normaalitavalla työstää betonia, jossa 15 vesi-sementtisuhde on normaalia paljon pienempi, tai 2) voidaan valmistaa erittäin helppotyöstöinen "juokseva betoni" (jonka pinta todellakin tasoittuu itsestään ilman ei-toivottuja sivuvaikutuksia kuten seoksen purkautumista, lujuuden vähenemistä, kulutuskestävyyden huonone- 20 mistä ja veden erottumista) tai 3) voidaan yhdistää kohdat 1) ja 2) .

Plastisointiaineet ovat betonin tunnettuja lisäaineita. Markkinoilla olevat aineet voidaan jakaa kuuteen ryhmään: 25 1. hydroksyloidut karboksyylihapot ja niiden suolat, 2. hydroksyloitujen karboksyylihappojen ja niiden suolojen modifikaatiot ja johdannaiset, 3. epäorgaaniset ainekset kuten sinkkisuolat, boraa-tit, fosfaatit ja kloridit, 30 4. hiilihydraatit, polysakkaridit ja sokerihapot, 5. amiinit ja niiden johdannaiset ja polymeeriset yhdisteet kuten selluloosaeetterit ja silikonit, 6. määrätyt modifioidut lignosulfonihapot.

Tässä käytettynä sanonta plastisointiaine tarkoittaa 35 yllä mainitun kuuden tavallisia aineita käsittävän ryhmän yhtä tai useampaa aineosaa joko yksinään tai yhdistelminä.

4 72962 Tällä hetkellä kaupan olevat tavanomaiset superplasti-sointiaineet käsittävät 1. lignosulfonihappoja ja niiden suoloja sekä näiden modifikaatioita ja johdannaisia, 5 2. melamiinijohdannaisia, 3. naftaleenijohdannaisia.

Sanonnalla superplastisointiaine tarkoitetaan tässä yllä mainitun kolmen aineryhmän yhtä tai useampaa aineosaa joko yksinään tai yhdistelminä.

10 Tavanomaisessa käytössä on vähintään kaksitoista superplastisointiainetta. Kahdeksan näistä kuuluvat yllä mainittuihin ryhmiin 2) ja 3). Ryhmän 2) suositeltava aine on melamiinin ja formaldehydin tavalliseen tapaan sulfonoi-tu kondensaatti, jota myydään merkinnällä Melment. Ryhmän 15 3) suositeltava aine on naftaleenin ja formaldehydin sulfo- noitu kondensaatti.

Superplastisointiaineita sisältävää betonia käytetään monasti valutöissä, joissa vaaditaan hyviä valumisominai-suuksia, esim. tiheästi raudoitetuissa kohteissa, pumppaus-20 betonissa ja monimutkaisissa muottivaluissa. Käyttämällä superplastisointiaineita esivalmistetuissa betonielementeissä ja tehdasbetonissa saavutetaan etuja, joita ovat a) suurempoi lujuus kaikilla kovetusasteilla, b) parantunut sulfaattikestävyys, c) parempi sitoutuminen lujitusteräk-25 seen ja d) vähentynyt vedenläpäisy.

Lisättäessä plastisointiainetta betonipanokseen kestää plastisoiva vaikutus n. 30-60 minuuttia rakennuspaikan olosuhteista riippuen. Käytettäessä tehdasbetonia aine on siten lisättävä rakennuspaikalla.

30 Yhtä tai useampaa superplastisointiainetta sisältä vää betonia on kuvattu julkaisussa "Super Plasticized Concrete", ACI Journa., toukokuu 1977, s. N6-N11 kirjalli-suusviitteineen.

On havaittu, että lisäämällä laastiin ja betoniin 35 esisekoitettu lisäaine lietteenä, joka sisältää 10-80 pai-no-% silikapölyä, 0,5-40 paino-% plastisoivaa ja/tai super- 5 72962 plastisoivaa ainetta ja loput vettä, ja jonka pH-arvo on 3,0-7,5 voidaan laastin ja betonin tiiviyttä ja läpäisemät-tömyyttä parantaa monta kertalukua. On jopa havaittu, että betoni, johon ei ole sekoitettu ilmaa ja joka on valmistet-5 tu tämän keksinnön mukaisen lisäaineseoksen avulla, eliminoi käytännöllisesti katsoen täysin jäätyvän veden ja aggressiivisten nesteiden tunkeutumisen. Silikapölyä sisältävän betonin jäätymis-sulamiskestävyys on yhtä hyvä tai parempi kuin betonin, johon on sellaisenaan sekoitettu ilmaa, 10 ja lujuus on yhtä hyvä tai parempi. Ilmahukan ja kasvaneen huokosetäisyyden tasapainottajina ovat silikapölylisäyksen edulliset vaikutukset betonin 1iimafaasin huokosrakenteen perusmuutoksiin. Tuloksena on liimafaasin tasaisempi jakautuminen ja merkitsevästi hienompi huokosrakenne.

15 Tässä keksinnössä käytetty silikapöly on amorfinen silikasivutuote, joka saadaan piiraudan ja piimetallin valmistuksessa. Pöly saadaan hienojakoisina hiukkasina sähkö-sulautusuunien savukaasuista. Silikapöly on potsolaanityyp-piä, ts. se reagoi kalkin ja kosteuden kanssa tavallisessa 20 lämpötilassa ja muodostuu sitomiskyvyn omaavia yhdisteitä. Pääaineosana on piidioksidi (SiC^)· Pöly sisältää tavallisesti vähintään 60 % Siesta, mutta parhaat tulokset saavutetaan tässä keksinnössä SiC^-pitoisuuden ollessa vähintään n. 85 paino-%.

25 Seuraavissa taulukoissa on esitetty keksinnössä käy tetyn silikan tyypillisillä näytteillä saatuja kemiallisia ja fysikaalisia arvoja.

6 72962 TAULUKKO 1

Si-metallin valmistuksen pussisuodattimista kerätty pöly Komponentti Paino-%

Si02 91 - 98 5 SiC 0,2 - 0,7

Fe203 0,05 - 0,15

Ti02 0,01 - 0,02 A1,0, 0,1 - 0,3 10

MgO 0,2 - 0,8

CaO 0,1 - 0,3

Na20 0,3 - 0,5 15 K20 0,2 - 0,6

Mn 0,003 - 0,01

Cu ' 0,002 - 0,005

Zn 0,005 - 0,01 20 Ni 0,001 - 0,002 S 0,1 - 0,3 C 0,2-1,0 P 0,03 - 0,06 25 Hehkutushäviö (1000°C) 0,8 - 1,5

Irtotiheys, suodattimesta, g/l 200 - 300

Irtotiheys, tiivistetty, g/l 500 - 700

O

Kiintoainetiheys, g/cm 2,20 - 2,25

Ominaispinta-ala, m^/cn^ 18-22

Primaarihiukkasia alle 1^um, % 90 7 72962 TAULUKKO 2 75 örisen FeSi:n valmistuksen pussisuodattimista kerätty pöly

Komponentti Paino-%

Si0o 86 - 90 5 ^

SiC 0,1 - 0,4-

Fe203 0,3 - 0,9

Ti02 0,02 - 0,06 A1203 0,2 - 0,6

MgO 2,5 - 3,5

CaO 0,2 - 0,5

Na20 0,9 - 1,8 15 K20 2,5 - 3,5

Mn Cu Zn 20 Ni S 0,2 - 0,4 C 0,8 - 2,0 P 0,03 - 0,08

O C

Hehkutushäviö (1000°C) 2,4 - 4,0

Irtotiheys, suodattimesta, g/l 200 - 300

Irtotiheys, tiivistetty, g/l 500 - 700

O

Kiintoainetiheys, g/cm 2,20 - 2,25 30 2

Ominaispinta-ala, m /g 18-22

Primaarihiukkasia alle 1^um, % 90 8 72962

Parasta on käyttää pölyä, joka otetaan talteen sähköuunista, joka tuottaa vähintään 75 % piitä sisältävää pii-rautaa. Tässä keksinnössä voidaan myös käyttää pölyä, joka otetaan talteen sähköuunista, joka tuottaa 50 % piitä si-5 sältävää piirautaa.

Säätämällä reaktio-olosuhteita on myös mahdollista saada amorfinen silika päätuotteena. Tämän tyyppinen amorfinen silika voidaan myös valmistaa synteettisesti ilman pelkistystä ja uudelleenhapettamista.

10 Tässä keksinnössä käytetty amorfinen silika muodostuu pääasiassa pyöreistä hiukkasista, joiden halkaisija on alle yhden mikronin. Pyöreä muoto, hienous ja potsolaaninen reak-tiviteetti tekevät tästä amorfisesta silikasta erittäin käyttökelpoisen käsiteltävänä olevassa keksinnössä.

15 Amorfisen silikan SiC^-pitoisuus voi olla esim. vä hintään 60-90 paino-%. Sen kiintoainetiheys on 2,20-2,25 3 g/cm . Hiukkaset ovat enimmäkseen pyöreitä ja vähintään 90 paino-%tiliä primaarihiukkasista on hiukkaskoko alle 1 yum. Nämä arvot voivat tietenkin vaihdella. Esim. silikan 20 SiC^-pitoisuus voi olla pienempi. Hiukkaskokojakautumaa voidaan myös säätää. On esim. mahdollista poistaa suuremmat 2 hiukkaset. Pölyn ominaispinta-ala on 18-22 m /g.

Hiilipitoisuutensa vuoksi amorfinen silika näyttää tummanharmaalta. Mutta hiili voidaan poistaa polttamalla 25 lämpötilassa esim. 400°C.

Keksinnön mukaan seos valmistetaan sekoittamalla pää-aineosat vesilietteenä, jolloin saadaan aikaan hyvä kosketus aineosien välillä ja tasainen ja homogeeninen jakautuminen. Lisäaineseosliete sisältää 10-80 paino-% silika-30 pölyä ja 0,5 - n. 40 paino-% (kuivapaino) yhtä tai useampaa superplastisointi- tai plastisointiainetta yksinään tai yhdistelminä (mieluiten 1-20 paino-% mainittuja superplastisointi- tai plastisointiaineita yksinään tai yhdistelminä) . Loput muodostuu vedestä. Eräässä esimerkissä sekoi-35 tettiin 20 kg silikapölyä, 1,3 kg kauppalaatua olevaa naf-taleenin ja formaldehydin sulfonoitua kondensaattia (super-plastisointiaine) ja 1,3 kg kauppalaatua olevaa selluloosa- 9 72962 eetteriä (plastisointiaine) tasalaatuisesta ja homogeenistä 20 litraan vettä, mieluiten Banbury-sekoittimessa. Lietteen pH säädetään tavallisella mineraalihapolla tai emäksellä alueelle 3,0 - n. 7,5, edullisesti 5,0 - n. 6,0 liet-5 teen saamiseksi, joka konsistenssiltaan sopii kuljetettavaksi ja sekoitettavaksi betonipanokseen. Lietteen pH-arvon säätämisen lisäksi tai sen asemasta voidaan käyttää dis-pergointiaineita kuten fosfaatteja, sitruunahappoa, poly-akrylaattia tai glyserolia lietteen halutun konsistenssin 10 saamiseksi. On taloudellisinta käyttää vettä keksinnön mukaisen lietteen valmistuksessa, mutta voidaan myös käyttää orgaanista nestettä, mikäli se sopii yhteen betonin kanssa tai ei millään tavoin ole vahingollinen.

Tämän keksinnön mukaisen lieteseoksen suhteellinen 15 viskositeetti mitattiin Haake-viskosimetrillä käyttäen anturia E. 30 ja noudattaen laitevalmistajan ohjeita. Lietteen lisäaineseosta verrattiin "nollaseokseen", joka veteen lietettynä sisälsi saman määrän silikaa ilman plastisoin-tiainetta. Molemmissa näytteissä oli 65 paino-% silikapö-20 lyä. Tulokset olivat seuraavat.

10 72962 Näyte Anturin pyörimis- Vääntcmo- Vääntörrro- r...

nopeuden kään- mentti 1 h mentti 7 teisarvo kuluttua vrk kul. 28 vrk kul.

N°llase°s 32 53 1 50 , 50 16 56 1 50 1 50 8 60 1 50 1 50 ^ 64 150 150 2 69 1 50 1 50 1 78 150 150

Juoksurata 49 1 50 15Q

Näyte A, 2,5 paino-,? 32 4 g ^ lignosulfonaattia 16 ^ ^ ^^ (Borresperse NA) 8 5 ^ 1 y 6 12 18 2 7 U 23 1 9 16 23

Juoksuraja - 2 3,5 15,0 Näyte B, 2,5 paino-? 32 13 ^7 26 sulfonoxtua naftalee- 16 20 21 27 ni-formaldehydikon- 8 25 23 26 densaattia (Mighty) 4 27 24, 25 2 32 28 27 1 39 34 33

Juoksurata 28 28 43 Näyte C, 2,5 paino-? _ 5<- 21 57 5 5

sulfonoitua melamiini- J

16 32 6 8 ai formaldehydikonden- g saattia (Rescon HP) ^ ^ L 36 74 69 2 42 81 76 1 4-9 91 88

Juoksurata 32 63 72 11 72962

Kuten taulukosta ilmenee pyrkii silikapöly muodostamaan vedessä tiskotrooppisen seoksen. Tämä johtaa usein lietteen jäykistymiseen (geeliytymiseen).

Tämä ei ole suotavaa, sillä geeliytyneen lietteen 5 pumppaaminen varastosäiliöstä on käytännössä erittäin hankalaa. Oli melko yllättävää ja odottamatonta, että yllä olevassa näyttessä A oleva superplastisointiaine vähensi tehokkaasti lietteen pyrkimystä geeliytyä, mikä tapahtuu usein, kun lietteessä on pelkästään silikapölyä.

10 Uskotaan, että superplastisointi- ja plastisointi- aineet pyrkivät pinnoittamaan silikapölyhiukkaset sekoituksen aikana. Tämä vähentää lietteen pyrkimstyä geeliytyä. Kokemus on osoittanut, että kun yllä esitetyn taulukon jouksuraja on lähellä arvoa n. 25, sopii liete erinomaises-15 ti tämän keksinnön mukaiseen käyttöön. Liete toimii tyydyttävästi juoksurajan n. 75 saakka. Kun lietteen juoksuraja on yli 100, käy pumppaaminen hankalaksi ja lietettä ei voida pitää sopivana tämän keksinnön mukaisessa käytössä. Arvo 150 edustaa ylärajaa ja vastaa jäykän pastan konsistens-20 siä.

Tämän keksinnön mukaisesti voidaan liete stabiloida ja pyrkimystä geeliytymiseen huomattavasti vähentää tai eliminoida lisäämällä lietteeseen 0,1-10, edullisesti 2-5 paino-% (kuivapaino) superplastisointi- tai plastisointi-25 ainetta, lietteessä olevan silikapölyn painosta laskettuna. Yleisesti ottaen voi liete sisältää silikapölyä 10 painoisista alkaen aina n. 80 paino-%:iin. Silikalietteen sta-biloimiseksi voidaan käyttää yhtä tai useampaa superplastisointi- tai plastisointiainetta yksinään tai yhdistelminä. 30 Käytettäessä lieteseosta betonin tai laastin lisäaineena voi superplastisointi- tai plastisointiainetta olla yli 10 paino-% ja tässä spesifioidulla tavalla voi määrä olla 0,5-40 paino-% lieteseoksesta laskettuna.

Tämän keksinnön mukaisesti tuoreeseen betoni- tai 35 laastipanokseen lisättävä riittävä seosmäärä on yleensä sellainen, että tuore betoni tai laasti tulee sisältämään 72962 12 2-100 % ja edullisesti 2-25 % silikapölyä betonipanoksessa olevan sementin painosta laskettuna ja 0,1-5 % superplas-tisointi- tai plastisointiainetta yksinään tai yhdistelmänä betoni- tai laastipanoksessa olevan sementin painosta las-5 kettuna.

Kokeet, jotka simuloivat sääolosuhteita ja rakennustapoja valupaikalla, määräävät seoksen aineosien optimäärät ja itse seosmäärän, joka on lisättävä betoniin tarjolla olevin keinoin. Tämä on sopusoinnussa normaalin teollisuustes-10 tauksen kanssa. Tavanomaiset kokeet osoittavat seoksen vaikutuksen betoniin, jolloin parametreinä ovat betonin ilmapitoisuus, konsistenssi, veden erottuminen ja mahdollinen ilmahukka tuoreesta betonista, kovettumisnopeus, puristus-ja taivutuskestäyyvs, jäätymisen ja sulamisen kestävyys, 15 hukka kuivumisen aikana sekä sallittu kloridipitoisuus.

Tavallinen tapa lisätä superplastisointi- tai plasti-sointiaineita aiheuttaa usein betonissa suhteetonta veden erottumista ja jopa seoksen purkautumista. Seurauksena on ohut, vetinen sementtiliima, jossa suuret lisäainehiukka-20 set eivät pysty suspendoituneina. On myös tunnettua, että useimmat superplastisointi- ja plastisointiaineet plasti-soivat alentamalla betoniseoksen vesikomponentin pintajännitystä. Tämä saattaa aiheuttaa suurempien runkoainehiuk-kasten erottumista ja vähentää jäätymisen ja sulamisen 25 kestäävyyttä, huonontaa pumppausominaisuuksia, vähentää kulutuskestävyyttä, aiheuttaa vaikeuksia pinnan viimeistelyssä ja huonontaa pinnan laatua muottivalussa.

Tämän keksinnön seoksessa oleva silikapöly on hyvin hienojakoista ja se lisää kiintoaineiden pinta-alaa veden 30 tilavuusyksikköä kohti. Tämä johtaa suurien runkoainehiuk-kasten parempaan erottumiseen ja suspendoitumiseen. Muutos hiukkasten käyttäytymisessä johtaa parantuneeseen plastisuuteen ja työstettävyyteen. Koska sementin, veden ja tämän keksinnön lisäaineseokseen seos sisältää enemmän kiinto-35 aineita tilavuusyksikköä kohti, sementtiliimasta tulee vähemmän vetinen ja seos ei niinkään helposti purkaudu. Siten 13 72962 silikapöly vähentää veden erottumista pidättämällä vettä sementtiliimassa. Tällä tavoin syntyy homogeeni, hyvin helppotyöstöinen ja helposti pumpattavissa oleva seos, jossa pyrkimys veden erottumiseen on vähentynyt.

5 Tämän keksinnön lisäaineseosta sisältävän betonin puristuslujuus on yleisesti ottaen parempi kuin voisi odottaa laskettaessa yhteen lujuuden erilliset parantumiset, jotka saavutetaan lisättäessä jokainen aineosa erikseen.

Syy tähän ei ole täysin selvä, mutta arvellaan, että super-10 plastisointi- tai plastisointiaineet parantavat silikapöly-hiukkasten jakautumista koko betonimassaan ja että lisä-aineseoksen aineosien välillä vallitsee määrätty synergis-tinen vaikutus.

Tämän keksinnön lisäaineseos sopii erityisen hyvin 15 tavanomaisiin tuoreisiin betoniseoksiin ja se voidaan se-koitaa betonimassaan tavanomaiseen tapaan. Esim. liete, joka sisältää 20,5 kg silikapölyä, 3,6 kg kuivaa Lomar D:tä (superplastisointiaine, naftaleenin ja formaldehydin sulfo-noitu kondensaatti) ja 20,8 litraa vettä, lisätään tavan-20 omaiseen tuoreeseen betoniin, joka sisältää 205 kg portland-sementti tyyppi I:tä ilman lisäaineita. Betoniseoksen, jossa veden ja sementin painosuhde on 0,35, työstettävyys ja konsistenssi ovat hyviä ja tuoreesta seoksesta ei erkane vettä. Kovettuneen seoksen puristuslujuus 28 vrk kuluttua 25 on tyypillisesti suuri eli suuruusluokkaa 85 MPa. Jäätymis-sulamiskestävyys on hämmästyttävän hyvä ilman lisättyä ilmaa. Betoniseos sisältää 1C % silikapölyä (kuivaa) ja n.

1,5 % Lomar D:tä (kuivaa) betoniseoksessa olevan sementin painosta laskettuna. Betonin parantunut tiiviys lisää tun-30 keutumiskestävyyttä veden ja aggressiivisten kemiaalien suhteen. Jäätymis-sulamisominaisuudet ovat paremmat kuin betoni- tai laastiseoksella, joka ei sisällä mainittua si-likapölypitoista lietettä.

Tämän keksinnön lisäaineseoksen aineosien optimisuhde 35 määritetään teollisten vakiotestien avulla. Aineosat esi-sekoitetaan ja siten valupaikalla tarvitaan vain yksi li-säystyövaihe verrattuna tavanomaiseen käyttöön, jossa tar- 14 72962 vitaan kolme tai neljä lisäystövaihetta. Kaikki lisäaineet voidaan sekoittaa mukaan kerralla. Kaikki aineosat ovat tasalaatuisesti ja homogeenisesti dispergoituneet tämän keksinnön lisäaineseokseen ja ne voidaan sekoittaa mukaan 5 kerralla poiketen siten tavanomaisesta käytännöstä, jossa jokainen aineosa lisätään yksitellen flokkuloinnin välttämiseksi. Tämän keksinnön lisäaineseos lyhentää kuormausai-kaa ja vähentää virheitä, koska tarvitaan vain yksi panostus kolmen tai neljän asemasta. Varastoinnin tarve pienenee 10 ja laaduntarkkailu paranee, koska vain yksi valmistaja toimittaa kaikki tämän keksinnön lisäaineseokseen kuuluvat lisäaineet. Tämä eliminoi myös varastointisäiliön likaantumisen. Tämän keksinnön lieteseoksen lisäetuna on, että valupaikalla ei muodostu hienojakoista pölyä.

15 Betoniseoksen sisältämän silikapölyn edullisten vai kutusten ansiosta tämän keksinnön lisäaineseos parantaa sulfaatinkestävyyttä ja parantaa lisäaineseosta sisältävän betonin kykyä kestää emäksen ja silikan välistä reaktiota.

Koska tämän keksinnön lisäaineseosta voidaan joutua 20 käyttämään olosuhteissa, jotka kohtuuttomaasti pidentävät kovettumisaikaa, voidaan seokseen lisätä kiihdyttäviä aineita mahdollisimman hyvän kovettumisen ja varhaisen lujuuden saavuttamiseksi. Lisäaineseosta voidaan myös käyttää tapauksissa, joissa halutaan hidastaa tuoreen betonin ko-25 vettumista, esim. siltakannen valussa, jossa kovettumisen tulee tapahtua vasta valun ja viimeistystöiden päätyttyä.

Tämän keksinnön lisäaineseos on tehty "mittatilaustyönä" sillä se muodostuu juuri niistä aineosista ja niiden määristä, jotka määrätyssä rakennustyössä käytettäväs-30 sä betonissa ovat parhaat. Tämän keksinnön lisäaineseokseen voidaan lisätä mikä tahansa tunnettu lisäaine, jota tavallisesti käytetään betonissa tai laastissa.

Pääaineosien lisäksi voidaan lisäaineseokseen lisätä tunnettuja kiihdyttäviä aineita kuten kalsiumkloridia, 35 kalsiumnitraattia ja kalsiumformiaattia teollisuudessa tavallisesti käytettyinä määrin. Määrättyä tarkoitusta varten näiden aineiden optimimäärät määritetään vakiokokeiden 15 72962 avulla. Yhtä tai useampaa kiihdyttävää ainetta voi olla n.

5 - n. 20 paino-% lisäaineseoksessa olevan silikapölyn painosta laskettuna.

Lisäaineseokseen voidaan myös lisätä betoni- tai laas-5 tipanoksissa tavallisesti käytettyjä hidastusaineita glukoosin tai sakkaroosin muodossa ja optimimäärinä, jotka voidaan määrittää vakiokokeiden avulla. Yhtä tai useampaa hi-dastusainetta voi olla n. 5 - n. 20 paino-% lisäaineseoksessa olevan silikapölyn painosta laskettuna.

10 Haluttaessa voidaan tämän keksinnön lisäaineseokseen lisätä ilmanmuodostusaineita kuten Vinsol-hartsia tai Darexia, joka on rasvoista johdettu sulfonoitu rasvahappo, määrättyihin käyttötarkoituksiin, joissa halutaan ilmapi-toisuus määrätynlaiseksi. Voidaan käyttää yhtä tai useampaa 15 ilmanmuodostusainetta määränä n. 0,5 - n. 3 paino-% silikapölyn painosta laskettuna.

Tämän keksinnön lisäaineseos voi sisältää vaihtelevia määriä valikoituja aineosia, mutta tämän keksinnön etujen hyödyntämiseksi täysin on tavalliseen tuoreeseen betonipa-20 nokseen lisättävän lisäaineseosmäärän oltava 2-100 % sili-kapölyä sementin painosta laskettuna ja 0,1-5 % yhtä tai useampaa superplastisointi- tai plastisointiainetta yksinään tai yhdistelminä, sementin painosta laskettuna. Lisäaineseokseen sekoitetaan vettä sellaisia määriä, että muo-25 dostuu liete, johon pääaineosat ovat dispergoituneet tasa-laatuisesti ja homogeenisti. Pääaineosien lisäksi tämän keksinnön lisäaineseokseen lisätään kiihdyttäviä ja hidastavia aineita, ilmanmuodostusaineita ja mitä tahansa muita tavanomaisia lisäyksiä määrinä, jotka mahdollistavat halu-30 tun konsentraation tuoreessa betonipanoksessa. Kaikissa tapauksissa tämän keksinnön lisäaineseoksen sisältämien aineosien optimimäärät määritetään vakiotestauksen avulla simuloiduissa ilmasto-olosuhteissa, jotka riippuvat käytettävistä rakennusmateriaaleista ja rakennustavoista.

Claims

16 72962

1. Betonin ja laastin lisäaineseos, tunnettu siitä, että se on lietteen muodossa, joka sisältää 10-80 paino-% 5 silikapölyä, 0,5-40 paino-% plastisoivaa ja/tai superplasti-soivaa ainetta ja loput vettä ja jonka pH-arvo on alueella 3,0-7,5.

2. Menetelmä patenttivaatimuksen 1 mukaisen lisäaine-seoksen valmistamiseksi, tunnettu siitä, että yhtä 10 tai useampaa plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta sekoitetaan veden kanssa, minkä jälkeen silikapölyä lisätään niin, että seos sisältää 10-80 paino-% silikapölyä ja 0,5-40 paino-% plastisoivaa ja/taisuperplastisoivaa ainetta, ja seoksen pH säädetään arvoon 3,0-7,5.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukaisen lisäaineseoksen käyttö betonin ja laastin lisäaineena niin, että betoni ja laasti sisältävät 2-100 paino-% silikapölyä ja 0,1-5 paino-% plastisoivaa ja/tai superplastisoivaa ainetta, laskettuna sementin määrästä.