FI77220C - Hydraulisk cementblandning och foerfarande foer inneslutning av ett stabilt luftrumsystem i hydrauliska cementblandningar. - Google Patents

Description

77220

HYDRAULINEN SEMENTTISEOS JA MENETELMÄ PYSYVÄN ILMAHUO-KOSJÄRJESTELMÄN AIKAANSAAMISEKSI HYDRAULISISSA SEMENTTI-SEOKSISSA - HYDRAULISK CEMENTBLANDNING OCH FÖRFARANDE FÖR INNESLUTNING AV ETT STABILT LUFTRUMSYSTEM I HYD-5 RAULISKA CEMENTBLANDNINGAR

Keksintö koskee hydraulista sementtiseosta, joka sisältää hydraulista sementtiä, täyteainetta 80 p-% saakka hydraulisen sementtiseoksen kokonaispainon 10 perusteella laskettuna, riittävästi vettä hydraulisen sementin hydraulisen kovettumisen aikaansaamiseksi ja lisäainetta. Edelleen keksintö koskee menetelmää pysyvän ilmahuokosjärjestelmän aikaansaamiseksi hydraulisissa sementtiseoksissa valmistamalla sementtiseos, joka 15 sisältää hydraulista sementtiä, täyteainetta 80 p-% saakka hydraulisen sementtiseoksen kokonaispainon perusteella laskettuna ja riittävästi vettä hydraulisen sementin hydrauliseen kovettumiseen. Sementtiseoksen lisääntynyt kestävyys saavutetaan sekoittamalla ilma-20 kuplien muodostama järjestelmä plastiseen seokseen siten, että se jää seokseen kovettumisen jälkeen ja täyttää standardissa ASTM C 260 jäätymisen ja sulamisen vastukselle asetetut määräykset. Tämä edellyttää sitä, että ilmahuokossysteemillä on sopiva tilavuusosuus 25 kovetettuun sementtimassaan nähden ja siinä on kuplia, jotka ovat koko- ja etäisyysparametreiltään sopivia, kuten on määritetty standardissa ASTM C 457. Näiden olosuhteiden aikaansaamiseksi on tunnettua alalla käyttää pinta-aktiivisia aineita halutun ilman sekoittumisen 3 0 aikaansaamiseksi.

Joukko kemiallisia lisäaineita halutun ilman sekoittumisen aikaansaamiseksi on tunnettu alalla, ja tällaisia lisäaineita on kaupallisesti saatavissa. Y-leensä nämä ovat orgaanisia kemikaaleja, joissa on pin-35 ta-aktiivinen osa toiminnallisesti ilmavesi- rajapin nassa ja ne kuuluvat laajasti saippuoiden ja detergent-tien luokkiin. Eräs parhaiten tunnetuista tämäntyyp- 2 77220 pisistä aineista tunnetaan alalla Vinsol-hartsina, ja sitä käytetään tavallisesti vedellisenä, alkaalisena liuoksena, joka lisätään plastiseen sementtiseokseen joko yksin tai yhdistelmänä muiden lisäaineiden kans-5 sa. Jälkimmäisessä tapauksessa Vinsol-hartsi-liuos lisätään erillään kemiallisen yhteensopimattomuuden vuoksi monien muiden lisäaineiden kanssa seurauksena siitä, että pH ja läsnäoleva kalsium sekä erilaiset muut ionit tekevät alkalineutraloidut hapot liukenemat-10 torniksi, jotka muodostavat Vinsol-hartsin. Täten Vinsol- hartsi on männyn kannoista liuotinekstraktion avulla johdettujen erityisten hartsihappojen natriumsuola.-Alalla on tunnettua käyttää erilaisia anionisia ja ei-ionisia pinta-aktiivisia aineita laajasti, jotka 15 kuuluvat detergenttien luokkaan, ilman halutun kaltaisen ja halutun asteisen sekoittumisen aikaansaamiseksi sementtiseoksissa. Täten patenttijulkaisu US 4 249 948 kuvaa alfa-olefiinisulfonaattien käyttöä vettä poistavan lisäaineen kanssa, jolloin edellinen toimii ilmaa se-20 koittavana aineena hydraulisessa sementtiainekokoomuk- sessa.

Yllä yleisesti ja historiallisesti kuvatut aineet ovat olleet tyydyttäviä käyttötarkoituksessaan. Kuitenkin nykyiset muutokset betoniteknologiassa ovat 25 aiheuttaneet epätyydyttävien sovellutuksien lisäänty misen. Merkittävä muutos betoniteknologiassa on potso-laaniaineiden käyttö lisäaineina tai yleisemmin sanottuna osittain korvaamaan suurempi osa portland-sementis-tä kuin tähän saakka. Erityisesti lentotuhka, sivutuote 30 poltettaessa hiiltä sähkövoiman tuotannon yhteydessä, on löytänyt enevää käyttöä sementin potsolaanikorvikkee-na. Lentotuhkan kokoomus määräytyy poltetun hiilen luonteen ja poltto-olosuhteiden perusteella, mutta yleensä se on aluminiumsilikaattilasia, joissa on vaih-35 televia määriä rautaoksidia, alkali- ja maa-alkalimetal- likationeja sekä palamattoman hiilen jäännöstä. Eräät tietyt lajit, joissa on runsaasti kalsiumioneja, saat- 3 77220 tavat olla ei ainoastan potsolaanisia luonteeltaan, vaan ne saattavat omata myös eräitä sementtiaineiden ominaisuuksia luontaisesti niiden mineralogisen aineko-koomuksen perusteella, kuten trikalsiumaluminaatin 5 läsnäollessa. Kuitenkin juuri jäljellä olevan hiilipitoisuuden katsotaan yleisesti aiheuttavan häiriöiden lisääntymistä tunnettujen ilman sekoittumisen aikaansaavien lisäaineiden yhteydessä. Nämä häiriöt aiheuttavat tarpeen käyttää korkeampia annoksia lisäaineita 10 ja, mikä on vielä hankalampaa, pyrkivät joko vähentämään ilmaa tai lisämään ilmapitoisuuttta hallitsemattomalla tavalla pidennettäessä sekoitusaikaa. Tähän ilmapitoi-suuden alenemiseen liittyy työstettävyyden aleneminen mitattuna betonin konsistenssin koestuskartiolla stan-15 dardin ASTM C 143 mukaan.

Täten on olemassa jatkuva tarve löytää pinta-aktiivisia aineita tai tällaisten aineiden yhdistelmiä, jotka poistavat yllä esitetyn probleeman.

Keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin uusi 20 lisäaine sekoitettavaksi hydraulisiin sementtiseoksiin, kuten tavallisiin betoneihin, laasteihin ja tasoite-laasteihin sekä sekoittamattomiin sementtiseoksiin tarkoituksena korvata mahdollisesti osa hydraulisesta sementistä mainituissa seoksissa vastaavalla määrällä 25 potsolaaniainetta. Edelleen keksinnön tarkoituksena on tuoda esiin aikaisempaa parempia sementtiseoksia sekä menetelmä sementtiseoksen valmistamiseksi.

Esillä olevan keksinnön yhteydessä termillä "hydraulinen sementti" tarkoitetaan kaikkia sementtiai-30 nekokoomuksia perustuen ensisijaisesti silikaatteihin, jotka ovat kykeneviä jähmettymään ja kovettumaan veden vaikutuksesta, kuten portland-sementit, sulfaattia sisältävät sementit, masuunisementit ja potsolaanise-mentti, mutta esillä olevan lisäainekokoomuksen ensisi-35 jäinen käyttö on portland-sementtiseoksissa, joissa osa portland-sementistä on korvattu lentotuhkalla. Termi "portland-sementti" on tarkoitettu sisältämään kaikki , 77220 sementtipä, toiset ainekokoomukset, joissa on korkea trikalsiumsilikaattipitoisuus, täyttäen standardin ASTM C 150 määräykset ja portland-sementin seokset, kuten on kuvattu standardissa ASTM C 595.

5 Keksintö koskee hydraulista sementtiseosta, joka sisältää hydraulista sementtiä, täyteainetta 80 p-% saakka hydraulisen sementtiseoksen kokonaispainon perusteella laskettuna, riittävästi vettä sementin hydraulisen jähmettymisen aikaansaamiseksi sekä lisä-10 ainetta, joka sisältää 0-25% vaahtoavia detergenttien, kuten alfa-olefiinisulfonaattien, alkyyliakryylisul-fonaattien, alkoholisulfaattien, ja etoksyloitujen alkoholisulfaattien alkanoliamiini- ja/tai alkalisuolo-ja; 50-90% rasvahappojen suoloja, joilla on kaava RCOOM, 15 jossa M on alkalimetalli ja R on C12_24 alkyyli, joka on haarautunut tai haarautumaton, tyydytetty tai tyydyt-tymätön; ja 25% saakka ei-ionisia komponenttia, joka ei-ioninen komponentti on valittu polyetyleeniglykoli-johdannaisista ja rasvahappoamidien, kuten kokamidin 20 dietanoliamiiniliitännäisistä; jolloin aineyhdistelmien kokonaisannostus on riittävä varmistamaan sementtiseoksen haluttu alkuperäinen ilmasisältö noin 5 ΐ 1 tilav.--% ja kokonaisannostus on 0,002- 0.06 p-% sementtikom-ponentin suhteen 100% aktiivisen liaäaineen perusteella 25 laskettuna.

Koska näitä aineita voidaan lisätä yhdistelmänä niiden normaalissa tilassa sementtipitoiseen seokseen, on mukavinta lisätä ne yhtenä vesiliuoksena, jossa voi olla haluttu kosmeettinen väriaine, ja jos käytetty 30 vesi ei ole tislattua tai "ionivapaata”, jotta se olisi olennaisesti vapaata aikalisistä kationeista, välttämätön määrä gelatisoivaa ainetta näitä ioneja varten voidaan myös lisätä lisäainekomponenttien pitämiseksi liuoksessa. Nitrilotrietikkahapon natriumsuola on yksi 35 esimerkki tällaisesta gelatisoivasta aineesta.

Lisäaineen vaikutus halutun määräisen ja laji-sen ilmahuokossyysteemin sekoittamiseksi erilaisissa 77220 sementtipitoisissa seoksissa ja erityisesti seoksissa, jotka sisältävät lentotuhkaa ja joissa on suhteellisen korkea hiilipitoisuus, kuten havaitaan painon alenemisena hehkutuksessa 6 % saakka tai enemmän, sekoitettaes-5 sa sementtipitoista systeemiä kauemmin suuruusluokkaa 1 tunti, todettiin riippuvan optimaalisesti yllämainittujen kaikkien kolmen komponentin läsnäolosta, vaikka tietyissä erikoistapauksissa kahden komponentin yhdistelmä kolmesta saattaa aiheuttaa halutut vaikutukset.Tä-10 ten saippuoiden rasvahapposuolat, jotka tunnetaan sellaisinaan alalla, tarvitsevat suhteellisen korkean annostuksen sekoitettaessa niitä pitemmän aikaa sement-tisysteemissä, sekoittavat ilmaa hitaasti ja omaavat pyrkimyksen lisätä ilmaa jatkettaessa sekoitusta. Sul-15 fonihapposuolat pyrkivät progressiivisesti poistamaan ilmaa jonka ne ensin sekoittavat, käytettäessä näitä yksin sementtiseoksissa ja jatkettaessa sekoitusta. Polyetyleeniglykoli tai muu ei-ioninen komponentti saattaa olla itse tai mahdollisesti ei ole ilman sekoit-20 tumista sementtiseoksiin aiheuttava aine. Kuitenkin odottamaton ja ei-ilmeinen tulos, joka on saatu käytettäessä näitä kolmea ainetta yhdistelmänä sementtisys-teemissä jatketussa sekoituksessa on erinomaisen il-mahuokossysteemin aikaansaaminen edullisella annostuk-25 sella, joka ilmahuokossysteemi on pysyvä plastisessa sementtisysteemissä ja jolla on haluttu parantunut huokosten koko ja jakaantuminen sementtisysteemissä kovettumisen jälkeen.

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on näin-30 ollen tuoda esiin aiempia parempia hydraulisia sement-tiseoksia, joihin on sekoitettu ilmaa.

Keksinnön toisena tarkoituksena on tuoda esiin aiempia parempia hydraulisementtiseoksia, joihin on sekoitettu ilmaa, joihin kuuluu betoni, laasti- ja 35 tasoitelaastiseokset, sekoittamattomat sementti- ja kuivaseokset, jotka sisältävät lisäainekokoomuksen, joka sekoittaa edullisesti ilmahuokossysteemin, jolla 6 77220 on halutut ominaisuudet käytettäessä mainittua lisäainetta suhteellisen laajoissa annostelurajoissa tai joilla on erinomainen annosteluvastaavuus suhteessa toiminnallisesti samanlaisiin lisäaineisiin, joita 5 tunnetaan alalla.

Esillä olevan keksinnön mukaisia rasvahapposuo-loja voidaan esittää seuraavalla kaavalla:

RCOOM

jossa R on alkyyliketju, joka voi olla haarautunut tai 10 haarautumaton, tyydytetty tai tyydyttämötön, mutta jossa hiiliatomien lukumäärä on 12-24, ja M on alkalimetalli, jolloin natrium ja kalium ovat ensisijaisia.

Tämän komponentin osuus 3-komponentisessa lisäaineessa voi vaihdella minimistä noin 50 p-% maksi-15 miin noin 90 p-% kuiva-aineen tai 100 % aktiivisen aineen perusteella laskettuna.

12-24 hiiliatomia ketjussaan sisältävien sul-fonihappojen suoloja voidaan esittää seuraavalla yleisellä kaavalla:

20 RS03M

jossa R on alkyyli- tai alkyyliaryyliryhmä, jossa alkyyliryhmä voi olla haarautunut tai haarautumaton ja tyydytetty tai tyydyttämätön rasvahapposuolojen hiiliatomien lukumäärän ollessa yllä mainituissa rajoissa, ja 25 M tarkoittaa samaa kuin yllä. Vaihtoehtoisesti anionisia sulfaatteja voidaan käyttää. Tämän komponentin osuus 2-tai 3-komponenttisissa lisäaineissa voi vaihdella välillä 0-25 p-% kuiva-aineena tai 100% aktiivisen aineen perusteella laskettuna.

30 Rasvahappojen suolat voivat tällöin sisältää esim. mäntyöljyssä esiintyvien rasvahappojen suoloja.

Ensisijainen ei-ioninen ainesosa on polyety-leeniglykolijohdannainen, jota voidaan esittää seuraavalla yleisellä kaavalla:

35 R0(CH2-CH2-0)„H

jossa n on kokonaisluku 3-30 ja R on valittu ryhmästä, johon kuuluu vety, rasvahappoesteri, alkyyli- tai ai- 7 77220 kyyliaryyliryhmä. Tämän komponentin osuus keksinnön mukaisessa lisäaineessa voi vaihdella välillä 0-25 p-% kuiva-aineena tai 100 % aktiivisen materiaalin perusteella laskettuna. Vaihtoehtoisesti muita ei-ionisia 5 komponentteja, kuten rasvahappoamideja voidaan käyttää.

Lyhyesti sanottuna esillä olevaan keksintöön kuuluu sarja 3-komponenttisia lisäaineita, jotka sisältävät 25 % saakka sulfonaatteja, joiden hiiliketjun pituus on 12-14 hiiliatomia, 25 % saakka ei-ionista 10 komponenttia ja loput rasvahapon suolaa, kaikki laskettuna kuiva-aineena, ja sarja 2-komponenttisia lisäaineita samoissa suhteissa paitsi, että sulfonihapposuola puuttuu. Kummassakin tapauksessa lisäainetta sekoitetaan sementtiseokseen 0,002-0,06 % laskettuna kuiva-aineena 15 tai 100 % aktiivisen aineen perusteella sementtiaineen kokonaismäärän perusteella. Tässä yhteydessä termi "sementtiaine" tarkoittaa portland-sementtiä ja tähän lisättyä potsolaania, mikäli tällaista on. Lisätyt potsolaaniaineet voivat olla kuonaa samaten kuin lento-2 0 tuhkaa.

Esillä olevan keksinnön käytännön sovellutuksessa lisäaine sekoitetaan hydrauliseen sementtiseokseen, kuten portland-sementti-betoneihin ja -laasteihin riittävässä määrin ilmanhuokosjärjestelmän sekoittami-25 seksi sopivassa määrin ja sopivan kaltaisena jatketun sekoituksen jälkeen plastisessa tilassa. Käytännön asiana lisäaine sekoitetaan seokseen vedellisenä liuoksena, mikä saattaa olla missä tahansa sopivassa konsen-traatiossa.

30 Lisäaine voidaan sekoittaa seokseen sekoitus- veden osana, mutta se voidaan sekoittaa myös millä muulla tahansa sopivalla tavalla, johon kuuluu sen lisääminen kuivaseokseen ennen veden sekoittamista siihen.

35 Termillä täyteaine tarkoitetaan sekä hienoa täyteainetta, kuten hiekkaa, että karkeata täyteainetta, kuten murskattua kiveä tai soraa, kuten on yleistä a 77220 alalla. Yleensä laastien kyseessä ollessa täyteaine voi olla hiekkaa tai muuta hienoa täyteainetta, joka täyttää standardin ASTM C 33 vaatimukset. Hienon ja karkean täyteaineen suhteet vaihtelevat riippuen laastin 5 tai betonin halutuista käytöstä ja ominaisuuksista.

Useimpia käyttötarkoituksia varten, vaikka ei rajoittuen näihin, hienon täyteaineen raekoko on laajoissa rajoissa välillä +4 mesh - -100 mesh amerikkalaisen seulastan- dardin (ASTM C 11) mukaan, kun taas karkeamman täyte-10 aineen raekoko on laajoissa rajoissa 7,6 cm - 4 mesh. Karkea täyttöaine on yleensä alkuperältään kivennäisainetta, kuten soraa tai murskattua kalliota, mutta se voi joissakin sovellutuksissa sisältää ainakin osittain seostettuja metalliaineita, kuten murskattuja rautaporan 15 lastuja, tai se voi olla valmistettua täyteainetta, kuten kuonaa.

Sekä laastin että betonien kyseessä ollessa, käytetyn veden määrän pitäisi yleensä olla riittävä aikaansaamaan sementtiaineen hydraulisen kovettumisen 20 seoksessa ja sopivan työstettävyyden aikaansaamiseksi plastisessa tilassa. Tämä aiheuttaa sementtiaineiden vaihteluvälin noin 20-60 p-% laasteissa ja noin 25-75 p-% betoniseoksissa. Veden tarkan suhteen määrä riippuu sementtiaineksen loppukäytöstä sekä sen kokoomuksesta.

25 Esillä olevalla keksinnöllä saavutettavien edullisten tulosten havainnollistamiseksi valmistettiin raudoittamattomia betoniseoksia ja verrattiin samankaltaisiin keksinnön mukaisiin seoksiin.

Koska ei ole olemassa standardimenetelmiä 30 ilmapitoisuuden häviämisen tai ilmapitoisuuden ei-toivo- tun lisääntymisen määräämiseksi laboratoriossa jatkettaessa ilmaa sekoittavia aineita sisältävien betonien sekoitusta, oli välttämätöntä kehittää menetelmä, jonka voidaan katsoa edustavan käytäntöä alalla. Tähän menet-35 telyyn kuuluvat seuraavat toimenpiteet: betoniseoksien valmistus tavanomaisella konsistenssin koestuskartiolla 10,2-12,7 cm betonin ilmapitoisuuden ollessa 6,0 + 1,0 9 77220 tilav.-%. Jokainen seos suunniteltiin siten, että se sisälsi 307-356 kg/m3 sementtiainesta, joka oli yksinomaan portland-sementtiä tai yhdistelmänä portland-se-menttiä ja lentotuhkaa, jälkimmäisessä 22 % tai enemmän 5 sementin painosta korvattiin. Betoni, jossa oli sopiva määrä vettä määritellyn konsistenssin koestuskortioarvon saavuttamiseksi, sekoitetaan sitten sekoittimessa kapasiteetiltaan 0,057m3 kierrosluvulla 20 r/min 3-5 min ajan, Seuraavaksi otetaan näytteitä ilmahuokossysteemin 10 parametrien määräämiseksi kovettumisen jälkeen haluttaessa, ja ilman alkuperäinen pitoisuus määrätään standardissa ASTM 231 kuvatulla painemittausmenetelmällä, ja konsistenssiarvo, joka kuvaa työstettävyyttä, määrätään standardimentelmän ASTM C 143 mukaan. Seuraavaksi 15 sekoitusta jatketaan alennetulla nopeudella käytännön jäljittelemiseksi kentällä, jossa on viipymäaikoja ja vaihtelevia toimitusaikoja, kuten on kuvattu standardissa ASTM C 94, kunnes noin 30 min on kulunut. Sitten konsistenssi ja ilmapitoisuus määrätään uudelleen ja 20 ainesta sekoitetaan vielä 2 min. Tämä menettely toistetaan, kunnes noin 1 tunti ensimmäisestä sekoituksesta on kulunut, jona aikana ilmapitoisuus määritellään uudelleen ja lisää vettä lisätään alkukonsistenssin palauttamiseksi. Betonia sekoitetaan 3 min, ja ilmapi-25 toisuus määritetään uudelleen. Täten koe lopetetaan noin 67 min kuluttua sekoituksen alkamisesta. Koostumuksen muuttaminen veden lisäyksen avulla alkusekoituksen aikana halutun konsistenssin palauttamiseksi seuraa käytäntöä kentälä. Tältä osin ilmapitoisuus on tekijä, 30 joka on välttämätön betonin kestävyydelle kovettumisen jälkeen.

Taulukossa I alla on esitetty tulokset, jotka on saatu edellä esitetyn mukaisesti ympäröivän ilman lämpötilan ollessa 22 °C ja sementtiaineen ollessa vain 35 portland-sementtiä suhteessa 307 kg/m3, joka taulukko havainnollistaa progressiivisen ilman häviämisen aiheuttamaa probleemia jatkettaessa sekoitusta. Ilman sekoit- 10 77220 tumista aiheuttavien lisäaineiden annokset on ilmoitettu 100 % kiinteiden aineosien tai aktiivisen aineksen perusteella painoprosentteina sementtiaineksen mukaan. Alkukonsistenssi oli noin 12,7 cm.

5 Haluttu ilmapitoisuus konsistenssin palautuksen jälkeen on lähellä alkuarvoa 5,8 tilav.-%. On ilmeistä, että ilman väheneminen jatkettaessa sekoitusta ja Vin-sol-hartsin käyttöä on hyvin merkittävää. Esillä olevan keksinnön mukaisen komponentin, natrium-alfa-olefiini-10 sulfonaatin käyttö parantaa jonkin verran ilman reten-tiota, mutta kuitenkin vähemmän kuin mitä on toivottua.

TAULUKKO I

Lisäaine Vinsol Na-alfa-olefiini- 15 hartsi sulfonaatti

Lisäaineen annostus, % 0.0061 0.00169

Ilmapitoisuus alunperin, til.-% 5.8 5.9

Ilma 0,5 h sekoituk- 20 sen jälkeen 4.6 4.8

Ilma 1 h sekoituksen jälkeen 3.4 4.0

Ilma konsistenssin palautuksen jälkeen 3.3 3.5 25

TAULUKKO II

Lisäaine Vinsol Na-alfa-olefiinisul- hartsi sulfaatti ja kokami- di DEA suhteessa 30 5:1, painosuhde

Lisäaineen annostus, % 0.0069 0.0016

Ilmapitoisuus alunperin til.% 5.8 5.6 35 Ilma 0,5 h sekoituksen jälkeen 5.2 4.6

Ilma 1 h sekoituksen n 77220 jälkeen 3.5 4.1

Ilma konsistenssin palautuksen jälkeen 3.3 3.7 5 Vaahtoavan pinta-aktiivisen aineen, natrium- alfa-olefiinisulfonaatin ja ei-ionisen aineen yhdistelmä, tässä tapauksessa, kokamidi-dietanoliamiinin (DEA) reaktiotuote, 1:1 molaarinen testattiin plastisessa betoniseoksessa ylläkuvattuun tapaan ja tulokset on 10 esitetty taulukossa II.

On ilmeistä, että vaahtoavan pinta-aktiivisen aineen ja ei-ionisen aineen yhdistelmä, kuten on esitetty yllä, parantaa ilman retentiota jonkin verran enemmän mutta ei kuitenkaan halutussa määrin. Kuitenkin lisät-15 täessä alhaisen hartsipitoisuuden omaavien, mäntyöljyssä esiintyvien rasvahappojen muodostamaa saippuaa 3-kompo-nenttisen, ilman sekoittumisen aikaansaavan seoksen muodostamiseksi ja suoritettaessa samanlaiset kokeet, tulokset ovat merkittäviä ja odottamattomia, kuten 20 taulukossa III alla esitetyt tulokset osoittavat.

TAULUKKO III

No Lisäaine Annos,p-% Ilma Ilma Ilma Ilma sementti- alkuper. 30 min. 60 min. konsist. 25 aineesta pitois. sek. sek. pal.

til.% jälk. jälk. jälk.

til.% til.% til.% 1. Vinsol- hartsi .0071 5,6 4,0 2,8 2,5 30 2. AOS^+CD2^- FA3, painosuhde 1:1/2:6 1/4 .0070 6,0 7,5 6,8 6,6

3. AOS+CD+FA

35 painosuhde 1:1:6 1/4 .0075 6,0 7,8 6,0 6,8

4. AOS+CD+FA

12 77220 painosuhde 1:2:6 1/4 .00685 6,0 8,0 7,1 7,0

Taulukossa III 1 tarkoittaa alfa-olefiinisulfo-5 naattia, natriumsuola; 2 tarkoittaa kokamidi-dietanoli-amiinin-reaktiotuotetta, kuvattu yllä; ja 3 tarkoittaa mäntyöljyrasvahapposaippuaa, kuvattu yllä.

Taulukossa III kuvatut hyvin edulliset tulokset olivat odottamattomia ja niiden osoitettiin olevan 10 lisäkokeella seurausta alla taulukoissa IV ja V kuvattujen ilmaa sekoittavien aineiden kolmen komponentin synergisestä vuorovaikutuksesta. Tässä tapauksessa käytettiin yllä kuvattuja koeolosuhteita, paitsi että täysbetonin sijasta käytettiin laastia jäljitellen 15 täysbetonin laastifraktiota. So. koska ilman sekoittuminen tapahtuu täysin laastifraktiossa, täyteaineen poisjättö korostaa mitattavia vaikutuksia.

Yllä määritellyt lyhennyssymbolit on esitetty taulukoissa ja ne tarkoittavat samaa, paitsi että koka-20 midi-dietanoliamiini-reaktion tuote on saatu reagoivien aineiden moolisuhteessa 1:2 moolisuhteen 1:1 sijasta.-Sitä on kuitenkin kuvattu sopivasti kokamidi-DEA- tuotteeksi .

25 TAULUKKO IV

Annos, p-% Aluperin sekoit-

No Lisäaine sementistä tunut ilma, tilav.-% 1. FA .01 2 2. AOS .0016 2 30 3. CD .0032 2 4. N0.1+N0.2+N0.3 .0148 14

Koska lukema 14 on merkittävästi suurempi kuin 2+2+2, taulukko 4 osoittaa selvästi synergiaa. Huo-35 mattakoon, että komponentti CD, vaikka käytettynä kaksinkertaisena annoksena verrattuna komponenttiin AOS, sekoittaa vain yhtä paljon ilmaa.

i3 77220

TAULUKKO V

No Lisäaine Annos,p-% Alunperin sekoittunut sementistä ilma, tilav.% 1. FA .0170 3 5 2. CD .0054 5 3. No.l+No.2 .0224 14

Koska lukema 14 on merkittävästi suurempi kuin 3+5, taulukon V tulokset osoittavat komponenttien FA 10 ja CD synergistä vuorovaikutusta ilman sekoittumisen tehokkuuden suhteen.

Lisäkokeet osoittivat sen, että tämäntyyppisessä 3-komponenttisessa ilman sekoittumista aikaansaavassa lisäaineessa, nimittäin rasvahapposaippuan, vaahtoavan 15 detergentin ja ei-ionisen aineen yhdistelmässä, kuten on kuvattu yllä, toisen tyyppinen ei-ioninen aine kuuluen luokkaan, josta polyetyleeniglykoli on esimerkki, toimii samalla tapaa. Kokeet suoritettiin, kuten on esitetty taulukossa VI, käyttäen polyetyleeniglykolia, 20 jonka keskimääräinen molekyylipaino oli 400. Koeolosuhteet olivat samat kuin on kuvattu edellä, paitsi että käytettiin ankarampia olosuhteita. Sementistä korvattiin betoniseoksessa 22 % sen painosta lentotuhkalla, joka normaalisti vaikeuttaa ilman poistumista plastisen 25 seoksen pitkitetyssä sekoituksessa. Sementtikomponentin kokonaismäärä, so. sementti ja lentotuhka, oli 307 kg/m3. Taulukossa VI polyetyleeniglykoli on merkitty merkinnällä PEG ja kaksi muuta komponenttia merkinnöillä AOS ja FA, kuten aiemmin on määritelty.

30

TAULUKKO VI

No lisäaine Annos p-% Ilman Ilma Ilma Ilma sementti- alkuper. 30 min. 60 min. konsist.

aineesta pitois. sek. sek. pal.

35 til.% jälk. jälk. jälk.

til.% til.% til.% i4 77220 1. FA+PEG+AOS, painosuhde 0,75:0,125: 0,125 .0335 6.1 6.7 7.0 6.6 5 2. FA+AOS, painosuhde 0,86:0,17 .0269 5.9 6.4 6.2 5.2 3. FA+AOS+CD, painosuhde 10 0,75:0,125: 0,125 .0285 6.3 6.7 6.7 5.8

Tulokset taulukossa VI osoittavat verrattaessa seoksia no 1 ja 3, että polyetyleeniglykoli voi korvata 15 kokamidi-dietanolamiiniliitännäisen 3-komponenttisissa seoksissa samoilla seossuhteilla ja olennaisesti samalla kokonaisannostuksella, nimittäin noin 0,03 p-% sement-timateriaalista, ja saadaan samat edulliset ilman se-koittumisvaikutukset. Ei-ionisen komponentin poisjättä-20 minen, kuten on esitetty seoksessa no 2, aiheuttaa vielä halutun vaikutuksen käytettäessä kahta muuta komponenttia mutta ei samanasteisena.

Muut kokeet, jotka suoritettiin samoissa olosuhteissa kuin yllä, on kuvattu taulukon VII varmista-25 miseksi, johtivat alla taulukossa VIII esitettyihin tuloksiin. Nämä tulokset antavat viitteen siitä, miksi komponenttien yhdistelmät ovat välttämättömiä ja osoittavat myös sen, että muita vaahtoavia detergentteja kuin AOS voidaan käyttää menestyksellä. Erityinen tau-30 lukossa VII esitetty aine on dodekyylibentseenisulfoni-hapon natriumsuola, jossa alkyyliketju on, ja sitä on merkitty merkinnällä DBS. Muut komponentit on merkitty yllä esitetyillä symboleilla.

35 15 77220

TAULUKKO VII

No Lisäaine Annos Ilman Ilma Ilma Ilma sementti- alkuper. 30 min. 60 min. konsist.

5 aineesta pitois. sek. sek. pal.

p-% til.% jälk. jälk. jälk.

til.% til.% til.% 1. FA+PEG+ DBS, pai- 10 nosuhde 0,75:0.125: 0,125 .0300 6,3 6,8 7,1 6,9 2. FA .0503 6,0 7,4 8,1 7,3 3. AOS .0093 6,3 2,6 2,0 1,1 15 Yllä olevassa taulukossa seos no. 1 indikoi sitä, että alkyyliaryylisulfonaattisuoloja voidaan käyttää edullisesti vaahtoavana detergenttikomponettina 3-komponenttisessa lisäaineessa. Tulokset seoksen no. 2 osalta indikoivat epäkohtia käytettäessä rasvahapposuo-20 laa tai saippuakomponenttia yksin, nimittäin sitä, että tarvitaan suuri annos takaamaan haluttu ilman alkupitoi-suus, nimittäin noin 6 tilav.-%, ja että ilma pyrkii lisääntymään sekoituksen jatkuessa. Seoksen no. 3 tulokset osoittavat epäkohtia käytettäessä vaahtoavan pin-25 ta-aktiivisen aineen tyyppistä ainetta yksin ilmaa sekoittavana aineena nimittäin, että sen sekoittaessa heti alussa halutun ilmapitoisuuden alhaisella annostus-nopeudella, tämä ilma häviää nopeasti jatkettaessa sekoitusta.

30 Korkea vaahtoava anioninen detergentti, jota on kuvattu yllä ja havainnollistettu sulfonihappojen alkanoliamiini- ja alkalisuoloilla, voidaan korvata funktionaalisesti samanlaisilla alkoholisulfaateilla ja etoksyloiduilla alkoholisulfaateilla, kuten on kuvat-35 tu taulukossa VIII alla. Tässä tapauksessa DBS, kuten on määritelty yllä, on korvattu natriumlauryyli-12-sul-faatilla, merkitty LS. Muilla symboleilla on sama mer- ι« 77220 kitys, kuin on kuvatty yllä. Ei-ionisen komponentin lisäksi voi olla etoksyloitu alkyylifenoli, esitetty taulukossa IX merkinnällä EAP. Kokeessa käytettiin samoja olosuhteita, kuin on kuvattu aiemmin lentotuhkaa 5 sisältävien seoksien kohdalla.

TAULUKKO VIII

No Lisäaine Annos p-% Ilman Ilma Ilma Ilma sementti alkuper. 30 min 60 min konsist.

10 aineesta pitois sek. sek. pal.

til.% jälk. jälk. jälk.

til.% til.% til.% 1. FA+PEG+LS, painonsuhde 15 0,75:0,125: 0,125 .0205 5.7 6.3 6.4 5.2 2. FA+EAP+AOS, painosuhde 20 0,75:0,125: 0,125 .0138 6.0 6.1 5.8 6.0

Koska esitettyä keksintöä on kuvattu viitaten sen esitettyihin ensisijaisiin sovellutusesimerkkeihin, 25 alan ammattimiehelle on selvää, että erilaisia modifikaatioita ja sovellutuksia voidaan toteuttaa eroamatta keksintöajatuksesta. Tämän keksinnön puitteissa erityisesti kuvattujen komponenttien vesiliuoksiin voidaan lisätä pieniä määriä sopivia gelatisoivia aineita maa-30 alkalimetallien kationeja, kuten magnesiumia tai kalsiumia varten, joita normaalisti esiintyy tavallisessa vedessä mutta jotka pyrkivät saostamaan tässä kuvattuja pinta-aktiivisia aineita. Myös pieniä määriä sopivia kosmeettisia väriaineita voidaan lisätä. Keksintö on 35 tarkoitettu rajoittumaan oheisten patenttivaatimuksien mukaisesti.

Claims (10)

1. Hydraulinen sementtiseos, joka sisältää hydraulista sementtiä, täyteainetta 80 p-% saakka hydraulisen sementtiseoksen kokonaispainon perusteella 5 laskettuna, riittävästi vettä hydraulisen sementin hydraulisen kovettumisen aikaansaamiseksi ja lisäainetta, tunnettu siitä, että lisäaine sisältää 0-25% vaahtoavia detergenttien, kuten alfa-olefiinisulfonaat-tien, alkyyliaryylisulfonaattien, alkoholisulfaattien 10 ja etoksyloitujen alkoholisulfaattien alkanoliamiini-ja/tai alkalisuoloja; 50-90% rasvahappojen suoloja, joilla on kaava RCOOM, jossa M on alkalimetalli ja R on Ciz-24 alkyyli, joka on haarautunut tai haarautumaton, tyydytetty tai tyydyttymätön; ja 25% saakka ei-ionisia 15 komponenttia, joka ei-ioninen komponentti on valittu polyetyleeniglykolijohdannaisista ja rasvahappoamidien, kuten kokamidin dietanoliamiiniliitännäisistä; jolloin aineyhdistelmien kokonaisannostus on riittävä varmistamaan sementtiseoksen haluttu alkuperäinen ilmasisältö 20 noin 511 tilav.-% ja kokonaisannostus on 0,002- 0.06 p-% sementtikomponentin suhteen 100% aktiivisen lisäaineen perusteella laskettuna.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydraulinen nen sementtiseos, tunnettu siitä, että hydrau- 25 linen sementti sisältää portland-sementtiä.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydraulinen sementtiseos, tunnettu siitä, että hydraulinen sementti on portland-sementin ja potsolaanin, kuten lentotuhkan seos.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydraulinen sementtiseos, tunnettu siitä, että vaahtoava detergentti on alfa-olefiinisulfonihapon natriumsuola.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydraulinen sementtiseos, tunnettu siitä, että vaah- 35 toava detergentti on dodekyylibentseenisulfonihapon natriumsuola.

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen hydrauli- 77220 nen sementtiseos, tunnettu siitä, että ei-ioninen komponentti on polyetyleeniglykoli, jonka kes-kimolekyylipaino on noin 400.

7. Jonkin patenttivaatimuksista 1-6 mukainen 5 sementtiseos, tunnettu siitä, että lisäaineen sisältämät rasvahapposuolat sisältävät mäntyöljyssä esiintyvien rasvahappojen alkaalisuoloja.

8. Menetelmä pysyvän ilmahuokosjärjestelmän aikaansaamiseksi hydraulisissa sementtiseoksissa valmis- 10 tamalla sementtiseos, joka sisältää hydraulista sementtiä, täyteainetta 80 p-% saakka hydraulisen sementti-seoksen kokonaispainon perusteella laskettuna ja riittävästi vettä hydraulisen sementin hydrauliseen kovettumiseen, tunnettu siitä, että seokseen lisä-15 tään lisäaine, joka sisältää 0-25% vaahtoavia detergent-tien, kuten alfa-olefiinisulfonaattien, alkyyliakryyli-sulfonaattien, alkoholisulfaattien, ja etoksyloitujen alkoholisulfaattien alkanoliamiini- ja/tai alkalisuolo-ja; 50-90% rasvahappojen suoloja, joilla on kaava RCOOM, 20 jossa M on alkalimetalli ja R on CX2_24 alkyyli, joka on haarautunut tai haarautumaton, tyydytetty tai tyydyt-tymätön; ja 25% saakka ei-ionisia komponenttia, joka ei-ioninen komponentti on valittu polyetyleeniglykoli-johdannaisista ja rasvahappoamidien, kuten kokamidin 25 dietanoliamiiniliitännäisistä; jolloin aineyhdistelmien kokonaisannostus on riittävä varmistamaan sementtiseok-sen haluttu alkuperäinen ilmasisältö noin 5 t 1 tilav.-% ja kokonaisannostus on 0,002- 0.06 p-% sementtikom-ponentin suhteen 100% aktiivisen lisäaineen perusteella 30 laskettuna.

9. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hydraulinen sementti on portland-sementtiä.

10. Patenttivaatimuksen 8 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että hydraulinen komponentti on portland-sementin ja potsolaanin, kuten lentotuhkan seos. 77220