FI84594C - Foerfarande foer framstaellning av byggnadsmaterial - Google Patents

Foerfarande foer framstaellning av byggnadsmaterial Download PDF

Info

Publication number
FI84594C
FI84594C FI881714A FI881714A FI84594C FI 84594 C FI84594 C FI 84594C FI 881714 A FI881714 A FI 881714A FI 881714 A FI881714 A FI 881714A FI 84594 C FI84594 C FI 84594C
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
slag
concrete
process according
aggregate
acidic
Prior art date
Application number
FI881714A
Other languages
English (en)
Swedish (sv)
Other versions
FI881714A0 (fi
FI881714A (fi
FI84594B (fi
Inventor
Fredrik W A Kurz
Original Assignee
Fredrik W A Kurz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fredrik W A Kurz filed Critical Fredrik W A Kurz
Publication of FI881714A0 publication Critical patent/FI881714A0/fi
Publication of FI881714A publication Critical patent/FI881714A/fi
Application granted granted Critical
Publication of FI84594B publication Critical patent/FI84594B/fi
Publication of FI84594C publication Critical patent/FI84594C/fi

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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/08—Slag 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
    • C04B11/00—Calcium sulfate 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
    • C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/06—Quartz; Sand
    • 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
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/146—Silica fume
    • 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
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • 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
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
    • 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
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/54—Pigments; Dyes
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/02—Elements
    • C04B22/04—Metals, e.g. aluminium used as blowing agent
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/06—Oxides, Hydroxides
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • 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
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/16—Acids or salts thereof containing phosphorus in the anion, e.g. phosphates
    • 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
    • C04B32/00—Artificial stone not provided for in other groups of this subclass
    • C04B32/02—Artificial stone not provided for in other groups of this subclass with reinforcements
    • 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
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Dry Formation Of Fiberboard And The Like (AREA)

Description

84594
MENETELMÄ RAKENNUSMATERIAALIEN VALMISTAMISEKSI -FÖRFARANDE FÖR FRAMSTÄLLNING AV BYGGNADSMATERI AL
Tämän keksinnön kohteena on patenttivaatimuksen 1 johdanto-osan mukainen menetelmä rakennusmateriaalien valmistamiseksi .
s Portlandsementtiä pidetään yleensä parhaana hydraulisena sideaineena, joka pelkästään vettä lisäämällä kovettuu kivimäiseksi materiaaliksi (betoniksi) muutamassa tunnissa ja saavuttaa lopullisen lujuutensa noin kuukauden kuluessa. Vaikutus johtuu pääasiallisesti emäksisen 10 kalkin ja piihapon välisistä kemiallisista reaktioista. Portlandsementin analyysi osoittaa koostumuksen olevan 64 % CaO, 20 % Si02, 2,5 % MgO, 6 % Al203, 3,5 % Fe203 + FeOr 2 % K20 + Na20 ja 1,5 % S03. Sementtiin liittyvä haitta on se, että kaikki kalkki ei sitoudu, ja se, 15 että jatkuvasti esiintyvä pysymättömän kalkkihydraatin ylimäärä, jota muodostuu kovettumisprosessin loppua kohti, uuttuu suhteellisen helposti pois veden vaikutuksesta ja ilman hiilidioksidin vaikutuksesta, jolloin ilmenee vahingollisen karbonatisoitumisen riski. Lisäksi 20 vastustuskyky happamilla ja emäksisille hyökkäyksille on hyvin rajallinen.
Esimerkki: Teiden betonipäällysteiden tuhoutuminen tiesuolojen vaikutuksesta tai betonisiltojen tuhoutuminen meriveden vaikutuksesta. Teräslujätteiden ruostumis-25 riski ja suuret vaikeudet lasikuitulujitteiden kanssa.
Jotta vältettäisiin portlandsementin joskus häiritsevät heikkoudet, on jo pitkään etsitty materiaaleja, joilla on vastaava koostumus, mutta jotka sisältävät 30 vahvistavia komponentteja, jotka parantavat sekä fysikaalista että kemiallista vastustuskykyä. Näin ollen oli luonnollista kokeilla hienoksi jauhettua rakeista, emäksistä masuunikuonaa, koska se sisältää suuren prosentuaalisen osuuden erittäin vastustuskykyisiä aineita. 35 Analyysi on seuraava, materiaalin alkuperästä riippuen: noin 30 - 40 % CaO, 35 - 40 % Si02, 7 - 10 % MgO, 2 84594 10 - 20 % A1203, 0,5 - 2 % Fe203 + FeO, 1 - 2 % K20 + Na20, 0,5 - 3 % SC>3. Portlandsementtim verrattuna on kalkkipitoisuus vain noin puolet, mutta Si02~ ja Al203-pitoisuus on noin kaksinkertainen ja MgO-pitoi-5 suus on lähes nelinkertainen. Kuitenkin juuri nämä aineet antavat silikaateille korkeimman mekaanisen ja kemiallisen lujuuden, so. suuremman puristus- ja vetolujuuden sekä vastustuskyvyn kemialliselle vaikutukselle.
10 Masuunikuonaa syntyy suurelta osalta käyttökelvottomana jätetuotteena raudan- ja teräksenvalmistuksessa ja sitä on maailmalla satoja miljoonia tonneja. "Rakeinen" tarkoittaa tavallisesti "hienojakoista", mutta kuonan yhteydessä sillä yleensä tarkoitetaan sitä, että 15 kuona on vielä punahehkuisena ollessaaisaatettu alttiiksi nopealle jäähdytykselle, joka on suoritettu vedellä tai veden ja kylmän ilman yhdistelmällä, jolloin kuonasta tulee lasimaista ja amorfista. Huolimatta edullisesta kemiallisesta koostumuksestaan on hienoksi jauhettu 20 rakeinen masuunikuona vain "latentisti" hydraulista eli se ei sitoudu suoraan veteensekoituksen jälkeen.
Syynä on se, että muodostuu piihapporikas tiivis geeli, joka geeli sulkee sisäänsä kuonarakeet ja estää hydrataa-tion. Aktivoitumistapahtuman ehtona on, että geeli 25 rikotaan. Näin ollen on aktivaattoreilla kaksoistehtävä, niiden pitää ensin rikkoa geeli ja sen jälkeen reagoida kuonan itsensä kanssa. Geelinmuodostuksella on kuitenkin myös positiivinen vaikutus, joka johtuu siitä, että geelin huokoset ovat tasaisesti jakautuneina, jolloin 30 saavutetaan parempi pakkasenkestävyys kuin portlandse-menttibetonin kapillaarihuokosilla on.
Jo 1800-luvun lopulla yritettiin aktivoida masuunikuonaa. Vanhin patentti on peräisin vuodelta 1892 (Passow), 35 jossa suositellaan kuonan ja portlandsementin seosta, ja jossa hydratoitumisen lopullisessa vaiheessa muodos- li 3 84594 tuva vapaa kalkki, joka on Ca(OH)2:n muodossa, toimii aktivaattorina. Näin ollen reaktio kuonan kanssa tapahtuu myöhään ja saa aikaan lujuuden hitaan kehittymisen.
Myös kutistumisriski jäähtymisen yhteydessä on suuri.
5 Tästä syystä niin kutsuttua kuonasementtiä tuskin enää käytetään.
Paitsi kalkki, ovat pitkään tunnettuja aktivaattoreita (ks. H. Ktihl, Zement-Chemie, Berliini, 1951) alkalit 10 ja sulfaatit. Tähän asti on ajateltu, että aktivointi alkaleilla antaa korkeimmat lujuusarvot, mutta se johtaa myös koko joukkoon haittoja. Pitkäaikaislujuus ei ole tyydyttävä ja on olemassa kutistumisen, suolojen erottumisen ja karbonatisoitumisen riski. Sitoutuminen tapah-15 tuu liian nopeasti, 20 - 30 minuutissa, mistä syystä valu rakennuspaikalla ei ole mahdollista. Käyttö rajoittuu valmiiden betonielementtien valmistukseen. Alkaleilla aktivointiin liittyy haittana myös se, että muodostuu vahvaa syövyttävää natriumhydroksidia. Kalkki- ja sul-20 faattiaktivoinnin haittana on huonompi lyhytaikaislujuus sekä turpoamisriski. Kaikissa näissä ennestään tunnetuissa menetelmissä on myös vaikeata säädellä sitoutumisno-peutta, joka on joko liian suuri tai liian pieni. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Ennestään tunnettujen aktivaattorijauheiden kohdalla on 2 havaittu, että niiden ja kuonajauheen välisen seoksen 3 pitkäaikaisessa varastoinnissa ja myös kuljetuksen ai 4 kana usein tapahtuu hieman sitoutumista. On tärkeätä saada 5 tämä haitta poistetuksi uudella aktivointisysteemillä. Kek- 6 sinnön mukaiselle menetelmälle tunnusomaiset piirteet on esi 7 tetty patenttivaatimuksissa. Keksinnön mukainen aktivointi- 8 tekniikka saavutetaan happamien ja emäksisten aineosien yh 9 teisvaikutuksella niin, että hapan aine koostuu pääasiassa 10 fosfaateista ja mukana on mahdollisesti voimakkaasti vaikut- 11 tavia sulfaatteja, ja emäksinen aine koostuu maametal1 ien ja mahdollisesti myös sinkin oksideista tai näiden muista yhdisteistä, jolloin 4 84594 veden lisääminen saa aikaan hydraulisen reaktion. Paitsi magnesium ovat sopivia maametalleja strontium, barium, alumiini, beryllium, gallium, indium, tallium, titaani ja sirkoni ja ns. harvinaiset maametallit. Tehok-5 käin on magnesiumoksidi, jolla on paras tehostava vaikutus silikaatteihin, koska se parantaa puristus-ja vetolujuutta ja elastisuutta, vähentää kutistumista ja antaa ei-hygroskooppisen tuotten. Normaalisti voidaan MgO sisällyttää silikaatteihin vain sulat-10 tamalla korkeassa lämpötilassa. Yhdessä fosfaattien kanssa niin, että mukana on mahdollisesti sulfaatteja, saadaan aikaan hydraulisesti toimiva reaktio hienoksi jauhetun rakeisen emäksisen masuunikuonan kanssa. Paras vaikutus saadaan kalsinoidulla magnesiumoksidilla (pol-15 tettu noin 1750°C:ssa, jolloin kaikki vesi ja hiilidioksidi ovat poistuneet). Vähemmän sopivia ovat MgO:ta sisältävät mineraalit, kuten dolomiitti, jotka toimivat enemmänkin täyteaineina. Maametalliyhdisteitä on sopiva käyttää 0,3 - 3 massa-% kuivan betonin (so. kuona + hiekka 20 + karkea runkoaine) perusteella laskettuna tai 2-20 massa-% kuonan perusteella laskettuna.
Happamia aineosia on sopiva sisällyttää mukaan 0,3 -0,6 massa-% kuivan betonin perusteella laskettuna tai 25 2-40 massa-% kuonan perusteella laskettuna.
Edelleen on osoittaunut, että reaktiosta tulee hyvin paljon aktiivisempi, jos lisätään pinta-aktiivista ainetta tai nitraattia, joka pienentää pintajännitystä, 30 dispergoi ja estää paakkuuntumista. Sama vaikutus saavutetaan ottamalla fosfaatti, jolla on pinta-aktiivista vaikutusta, kuten esimerkiksi Na-tripolyfosfaatti. MgO ja fosfaatti eivät kumpikaan yksin reagoi kuonan ja veden kanssa, vaan niiden pitää olla yhdessä.
Joskus on MgO:n ja muiden maametalliyhdisteiden yhteis- li 35 5 84594 vaikutus edullinen. A^O^illa on samanlaisia positiivisia vaikutuksia kuin MgO:lla, sillä se lisää kuonan reaktiivisuutta ja sen vastustuskykyä kloridien suhteen. Titaanioksidi antaa vastustuskykyä happamille vaikutuksil- 5 le, jollaisia on esimerkiksi saastuneella ilmalla (rikkilaskeumat), ja muodostaa vastustuskykyisiä kiteitä silikageelin kanssa. ZrC>2 antaa luotettavan varmuuden alkalihyökkäyksiä vastaan.
10 Esimerkkinä voimakasvaikutteisista sulfaateista mainittakoon natriumbisulfaatti, NaHSO^, jota käytetään usein teollisesti rikkihapon tilalla voimakkaan reaktionsa vuoksi.
15 Tähän mennessä tunnetut aktivaattorit sitoutuvat enimmäkseen liian nopeasti (portlandsementin tapauksessa liian nopeasti) niin, ettei sopivaa säätelyä ole kyetty saamaan aikaan. Tämä on mahdollista tällä uudella menetelmällä joko lisäämällä pintajännitystä alentavaa ainetta tai 20 notkistinta, kuten esimerkiksi lignosulfonaattia, mela- miinia, naftaleeniformaldehydiä, natriumglukonaattia tms., tai kipsin tai vastaavasti anhydriitin (noin 3 %) avulla tai sekoittamalla mukaan erilaisia fosfaatteja, joilla on eri reaktioajat. Näin on mahdollista saada 25 sideaine, joka kovettuu puolessa tunnissa ja soveltuu siis valmiiden betonielementtien valmistukseen, joten siis vuorokaudessa voidaan tehdä useita valuja, tai voidaan pidentää sitoutumisaikaa noin 2,5 tuntiin, mikä on tarpeen rakennuspaikalla valamiseen.
30
Kun lisätääiamorfista piihappoa, joka on esimerkiksi sähkömetallurgisista prosesseista suodatetun jätetuotteen (esimerkiksi piin, piiraudan tai piikromin val mistuksessa syntyvä) muodossa, ja jonka SiC^-pitoisuus 35 on 75 ja lähes 100 % välillä, ja jonka ominaispinta-ala 2 on vähintään 20 m /g, eli ns. silikaa, voidaan puristus- 6 84594 lujuutta ja tiheyttä vielä lisätä, kun mielellään käytetään lisäksi notkistimia.
Sopiva amorfisen piihapon määrä on 0,6 - 2 massa-% kuivan 5 betonin perusteella laskettuna tai 4-15 massa-% kuonan perusteella laskettuna.
Uusi materiaali on tiheämpää kuin portlandsementistä valmistettu betoni ja myös väriltään vaaleampaa ja pai-10 noitaan keveämpää. Uutta betonia voidaan myös käyttää laastina tai huokoisena tai kevytbetonina, jos lisätään huokostusainetta tai kevytsoraa, joka viimeksimainittu on tyypiltään perliittiä tai vermikuliittia. Tietysti on mahdollista sekoittaa mukaan runkoainetta tai terästä, 15 lasia, mineraalia tai muovikuituja tai lentotuhkaa.
Bitumin kanssa muodostettu yhdistelmä (asfaltti) on myös mahdollinen.
Esillä olevan keksinnön mukaisen kuonabetonin etu verrat-20 tuna tavalliseen portlandsementistä tehtyyn betoniin on ennen kaikkea suuremmassa puristuslujuudessa ja suuremmassa vetolujuudessa, kuten jäljempänä olevasta taulukosta ilmenee. Tämä sisältää sekä korkeamman lyhyenä aikana muodostuneen lujuuden, joka mahdollistaa raken-25 nuspaikoilla seinämuottien poiston noin 10 tunnin kuluttua ja holvimuottien poiston noin 16 tunnin kuluttua, mistä seuraa suuria säästöjä, että usean kuukauden aikana kohoavan lujuuden, kun taas tavanomainen betoni saavuttaa maksimiarvot noin 28 vuorokaudessa.
30 .
Chalmersin teknillisessä korkeakoulussa Göteborgissa suoritettiin suolankestävyyskokeet pitämällä 4 kuukautta 30-prosenttisessa kalsiumkloridiliuoksessa. Ei voitu havaita mitään hajoamista eikä säröjä, joita ilmenee 35 tavallisessa betonissa, kun sitä on pidetty muutamia viikkoja väkevässä kalsiumkloridiliuoksessa.
li 7 84594
Suoja ruostumista vastaan saavutetaan tavallisessa betonissa siten, että hydratoitumisen lopussa muodostuva vapaa kalkki, joka on Ca(OH)2:n muodossa, kerrostuu teräksen pintaan ja suojaa korkean pH-arvonsa vuoksi 5 terästä siltä hapettavalta vaikutukselta, joka tunkeutuvalla vedellä tai ilmasta tulevalla, hiilidioksidista syntyneellä hapolla on. Kalsiumhydroksidi on kuitenkin pysymätön aine, jota vesi liuottaa, ja jota C02 karbonati-soi. Uudessa betonissa muodostaa MgO, jolla on korkeampi 10 pH kuin kalkilla, suojan ruostetta vastaan. Kalsinoitu MgO on vastustuskykyinen vedelle, hapelle ja hiilidioksidille ja näin ollen varmempi kuin kalkki. Lisäksi on uusi betoni tiheämpää (vähemmän huokoista) ja näin ollen vastustuskykyisempää veden, hapen tai hiilidiok-15 sidin sisääntunkeutumiselle, mistä on myös seurauksena parempi kiinnittyminen teräslujitteeseen. Uuden betonin korkean pH-arvon pysyvyys tarkistettiin myös Chalmersin teknillisessä korkeakoulussa fenolftaleiinikylvyn avulla fenolftaleiinin pH-indikaattoriominaisuuksia apuna käyt-20 täen. Korkean pH-arvon pysyminen yllä ilmenee muuttumattomasta punaisesta väristä, mikä tilanne ei ilmene port-landsementtibetonin ollessa kyseessä.
MgO:n ja fosfaatin yhdistelmä tunnetaan tähän mennessä 25 tulenkestävän keramiikan valmistuksesta, mutta se johtaa myös aktivoidun masuunikuonan parempaan tulenkestävyyteen. Tavallinen betoni ei kestä yli 500°C:een lämpötiloja.
Oleellinen syy sille, ettei portlandsementti kestä korkei-30 ta lämpötiloja, on kemiallisesti sitoutuneen veden läsnä olo. Fysikaalisesti sitoutunut vesi (kapillaarinen vesi) poistuu noin 105°C:ssa ilman vahingoittavaa vaikutusta. Kemiallisesti sitoutunut vesi vapautuu myöhemmin, mutta tällöin syntyy halkeamia, joista myöhemmin aiheutuu rik-35 koutumista. Pysymätön vapaa kalkki, Ca(OH)2, muuttuu
CaO:ksi ja vedeksi. Samanaikaisesti hyökkää vapautunut a 84594 vesi myös tri- ja dikalsiumsilikaatin kimppuun, jotka ovat muodostuneet hydratoitumisen aikana, ja näistä tulee pysymätontä kalsiumsilikaattihydraattia. Lisäksi betonissa läsnä oleva kvartsin alfa-faasi muuttuu 5 erilaiseksi kidemuodoksi ja samalla tilavuus kasvaa, mikä myös edesauttaa rikkoutumsita (ks. R.K. Iler, "Chemistry of Silicates"). Masuunikuonan, fosfaatin ja MgO:n yhdistelmässä ei ole vapaata kalkkia ja rakeistetun kuonan SiC>2 on amorfista, mistä syystä näitä 10 riskejä ei esiinny. Sellaisissa käyttötarkoituksissa, joissa voi esiintyä yli 1000°C:een lämpötiloja, saattaa olla sopivaa korvata runkoaineen kivimateriaali, joka saattaa laajeta liian korkeassa lämmössä, tulenkestävällä keraamisella materiaalilla, mitä kuitenkin tar-15 vitaan vain poikkeustapauksissa.
Uusi betoni voidaan myös yhdistää bitumiin (asfaltti) teiden päällysteinä käytettäväksi.
20 Esimerkkinä uuden aktivaattoriyhdistelmän vaikutuksesta puristus- ja vetolujuuteen, viitataan seuraaviin koes-tustuloksiin, jotka on saatu seokselle, jossa on käytetty 100 yksikköä kuonaa, 10 yksikköä Na-tripolyfosfaattia, 7,5 yksikköä MgO, 353 yksikköä hiekkaa ja 40 yksikköä 25 vettä.
Ikä Puristuslu juus (MPa) Vetolujuus (M_Pa) 1 vrk 6,2 1,2 3 vrk 26,0 3,7 30 7 vrk 40,9 6,3 28 vrk 81,3 10,4 Nämä arvot ovat edullisempia kuin portlandsementin vastaavat arvot (28 vuorokauden kuluttua 49,0 ja 7,9 MPa, 35 vastaavasti). Edellä mainittujen lisäysten avulla voidaan taulukossa mainitut arvot saada vielä paremmiksi .
9 84594
Portlandsementtibetoniin verrattuna saavutetaan uudella betonilla seuraavat edut: 1. Suurempi mekaaninen vastustuskyky, so. suurempi puristus- ja vetolujuus.
5 2. Suurempi kemiallinen vastustuskyky.
3. Ei esiinny karbonatisoitumista eli sitoutumattoman kalkin saostumista,, joka saattaa johtaa betonin rikkoutumiseen.
4. Ei suolahyökkäystä. Tiesuola ei vahingoita tien-10 päällystettä. Betonisiltojen ikä pitenee. Mahdollisuus valmistaa vastustuskykyisiä betoniveneitä.
5. Ei alkalinen huolimatta pH-arvosta 12. Sitoutumatonta kalkkia ei esiinny, joten lasikuituvahvistus on mahdollista. (Haluttaessa voidaan valmistaa erikoistyypp.ä 15 ZrC^rn kanssa).
6. Kevyempää kuin portlandsementtibetoni, joten rakenteista voidaan tehdä ohuempia.
7. Mahdollisuus tehdä ohuempia kerroksia tai pienempiä paksuuksia tekee rakentamisesta halvemman, kun lisäksi 20 kuona on halvempaa kuin portlandsementti.
8. Paljon tihemämpää 9. Tästä syystä tarttuminen teräslujitteeseen on parempi, samoin suojaus teräslujitteiden ruostumista vastaan.
10. Suurempi tulenkestävyys (paloturvallisuus).
25 11. Pakkasenkestävyys.
12. Helpompaa valaa kylmässä säässä.
13. Ominaisuudet mahdollistavat käytön tiivistysmassois-sa.
14. Parempi materiaali kuin sementtilaasti rappauksessa 30 käytettäväksi.
* 15. Matalammat vaatimukset vastavaletun betonin märkäko-vettumiselle.
16. Samoin kuin tavallinen betoni voidaan myös uusi betoni tehdä huokoiseksi niin, että saadaan kevytbeto- 35 ni, jolla on suuria etuja traditionaaliseen huokoiseen eli kevytbetoniin verrattuna, koska solurakenteesta ίο 84594 tulee mekaanisesti vahvempi eikä uusi materiaali ole hygroskooppinen.
17. Vaaleampi väri.
* li

Claims (8)

  1. 84594
  2. 1. Menetelmä rakennusmateriaalin valmistamiseksi aktivoimalla latentisti hydraulinen, hienoksi jauhettu rakeinen, amorfinen, emäksinen masuunikuona niin, että muodostuu suoraan toimiva hydraulinen sideaine, tunnettu siitä, että kuonaan sekoitetaan veden, hiekan ja karkean runkoaineen lisäksi happamia ja emäksisiä komponentteja niin, että happamat komponentit ovat fosfaatteja, ja mahdollisesti mukana on voimakas vaikutteisia sulfaatteja, ja emäksisinä komponentteina ovat magnesiumoksidi, yhdistettynä mahdollisesti maametalli-oksideihin ja/tai mahdollisesti sinkkiin, jolloin saadaan jopa ilman korkeaan lämpötilaan lämmittämistä tulokseksi betonia, jolla on matala kalsiumpitoisuus, suuri mekaaninen lujuus ja korkea kemiallinen vastustuskyky.
  3. 2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään pinta-aktiivisuutta alentavia aineita.
  4. 3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että emäksiset komponentit koostuvat MgO:sta, mahdollisesti yhdistettynä Al^O^n, Ti02:n, ZrC>2:n, BaO:n ja/tai ZnO:n kanssa ja sen määrä on 0,3 - 3 massa-% kuivan betonin perusteella laskettuna tai 2-20 massa-% kuonan perusteella laskettuna.
  5. 4. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapan aineosa on natriumtri-polyfosfaatti, jossa mahdollisesti on lisänä muita fosfaatteja tai voimakasvaikutteis ta sulfaattia, kuten NaHSO^rää, määrän ollessa 0,3 - 6 massa-% kuivan betonin perusteella laskettuna tai 2-40 massa-% kuonan perusteella laskettuna. 1 Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että komponentit koostuvat yhdisteistä, joiden kalsiumpitoisuus on matala. 12 84594
  6. 6. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunne ttu siitä, että lisätään sitouturnisaikaa sääteleviä aineita, kuten kipsiä tai anhydriittiä ja/tai notkisti m i a .
  7. 7. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään amorfista piihappoa, esimerkiksi suodatettua amorfista jäte tuo te11a, jota syntyy sähkömetallurgisis ta prosesseista, kuten piin, piiraudan tai piikromin valmistuksesta, ja jonka Si0 -pitoisuus on 75 % - ^ 2 lähes 100 % ja ominaispinta-ala vähintään 20 m /g, eli ns. silikaa, määrä, joka on 0,6 - 2 massa-% kuivasta betonista ja 4-15 massa-% kuonasta.
  8. 8. Minkä tahansa patenttivaatimuksen 1-7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lisätään betonin karkeaa runkoainetta, (runkoainetta) tai teräs-, lasi-, mineraali- tai muovikuituvahvistetta tai huokostusaineita tai kevytsoraa (kevytrunkoainetta) . 84594
FI881714A 1985-10-14 1988-04-13 Foerfarande foer framstaellning av byggnadsmaterial FI84594C (fi)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE8504754A SE8504754D0 (sv) 1985-10-14 1985-10-14 Forfarande for framstellning av byggnadsmaterial
SE8504754 1985-10-14
PCT/SE1986/000473 WO1987002354A1 (en) 1985-10-14 1986-10-14 Method of preparing building materials
SE8600473 1986-10-14

Publications (4)

Publication Number Publication Date
FI881714A0 FI881714A0 (fi) 1988-04-13
FI881714A FI881714A (fi) 1988-04-13
FI84594B FI84594B (fi) 1991-09-13
FI84594C true FI84594C (fi) 1992-11-16

Family

ID=20361726

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI881714A FI84594C (fi) 1985-10-14 1988-04-13 Foerfarande foer framstaellning av byggnadsmaterial

Country Status (9)

Country Link
US (1) US5073198A (fi)
EP (1) EP0272267B1 (fi)
JP (1) JPS63502501A (fi)
AU (1) AU590020B2 (fi)
BR (1) BR8607194A (fi)
DK (1) DK300187D0 (fi)
FI (1) FI84594C (fi)
SE (1) SE8504754D0 (fi)
WO (1) WO1987002354A1 (fi)

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5082501A (en) * 1985-10-14 1992-01-21 Kurz Fredrik W A Method of preparing building materials
SE8504754D0 (sv) * 1985-10-14 1985-10-14 Kurz Fredrik W A Forfarande for framstellning av byggnadsmaterial
JP2668598B2 (ja) * 1989-12-08 1997-10-27 日本化薬株式会社 水硬性組成物及び高強度複合材料
SE470061B (sv) * 1990-10-05 1993-11-01 Kurz Fredrik W A Förfarande för att göra masugnsslagg till ett direkt verkande hydrauliskt bindemedel samt framställning av byggnadsmaterial därav
US5435843A (en) * 1993-09-10 1995-07-25 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Alkali activated class C fly ash cement
EP0647603A1 (de) * 1993-10-11 1995-04-12 Hans Beat Fehlmann Bauwerkstoff mit erhöhter Festigkeit
US5553670A (en) * 1993-12-30 1996-09-10 Shell Oil Company Optimizing blast furnace slag cements
JP3990452B2 (ja) * 1995-08-14 2007-10-10 太平洋セメント株式会社 硬化性組成物および硬化体
FR2763936B1 (fr) * 1997-05-27 1999-08-27 Inertec Liant aqueux pour la solidification et la stabilisation des piles usagees, et procede mettant en oeuvre ce liant
ES2154571B1 (es) * 1998-10-26 2001-11-16 Consejo Superior Investigacion Obtencion de materiales dotados de resistencia mecanica y baja lixiviabilidad obtenidos a partir de residuos mineros e industriales.
US6458423B1 (en) 1999-08-03 2002-10-01 David M. Goodson Sprayable phosphate cementitious coatings and a method and apparatus for the production thereof
JP2004500301A (ja) * 2000-02-18 2004-01-08 ウィリー・ダブリュー・ストループ キューポラスラグ・セメント混合物およびその製造方法
US20020165082A1 (en) * 2001-02-23 2002-11-07 Dileep Singh Radiation shielding phosphate bonded ceramics using enriched isotopic boron compounds
AU2002309314B2 (en) * 2001-06-14 2006-04-27 Kun-Hee Suh Method of forming building materials mostly consisting of magnesium oxide
AU2002339953A1 (en) * 2001-09-19 2003-04-01 Gordon Head Electricity-generating system and method and heat-resistant concrete and method for making such concrete
US6822033B2 (en) 2001-11-19 2004-11-23 United States Gypsum Company Compositions and methods for treating set gypsum
US8070895B2 (en) 2007-02-12 2011-12-06 United States Gypsum Company Water resistant cementitious article and method for preparing same
US20090156725A1 (en) * 2007-12-12 2009-06-18 Enviroproducts International Llc Manufactured aggregate material and method
ES2390817T3 (es) * 2008-05-30 2012-11-16 Construction Research & Technology Gmbh Mezcla, en particular mezcla para construcción que contiene arena de escoria
US9284200B2 (en) * 2008-08-13 2016-03-15 Contech Engineered Solutions LLC Thermally treated expanded perlite
US8329308B2 (en) 2009-03-31 2012-12-11 United States Gypsum Company Cementitious article and method for preparing the same
EP2417200A4 (en) * 2009-04-07 2014-04-23 D S I Dimona Silica Ind Ltd COMPOSITION FOR IMPROVING STABILITY AND PERFORMANCE OF OPERATION AND REDUCING ENVIRONMENTAL IMPACT OF ASPHALT MIXTURES
DE202013011896U1 (de) * 2013-02-04 2014-09-16 Refratechnik Holding Gmbh Feuerbetonversatz enthaltend ein Geopolymer-Bindemittelsystem sowie die Verwendung des Versatzes
WO2019110134A1 (en) * 2017-12-08 2019-06-13 Ecocem Materials Limited Ground granulated blast furnace slag based binder, dry and wet formulations made therefrom and their preparation methods

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB347357A (en) * 1930-02-17 1931-04-30 Peter Petrowisch Budnikoff A method of utilization of blast furnace slags
SU663678A1 (ru) * 1977-08-19 1979-05-25 Донецкий Государственный Проектный И Научно-Исследовательский Институт Промышленного Строительства "Донецкий Промстройниипроект" Сырьева смесь дл приготовлени жаростойкого бетона
JPS5499126A (en) * 1978-01-23 1979-08-04 Asahi Chemical Ind Self levelling flooring composition
SU718396A1 (ru) * 1978-08-07 1980-02-29 Криворожский Филиал Всесоюзного Научно-Исследовательского Института Организации И Механизации Шахтного Строительства В жущее
JPS5580747A (en) * 1978-12-08 1980-06-18 Yoshitaka Masuda Blast furnace slag type coating material*its manufacture and use
SU808461A1 (ru) * 1979-02-23 1981-02-28 Криворожский Филиал Всесоюзногонаучно-Исследовательского Ин-Ститута Организации И Механизациишахтного Строительства Бетонна смесь
JPS58140356A (ja) * 1982-02-09 1983-08-20 電気化学工業株式会社 ライニング材
GB8518610D0 (en) * 1985-07-23 1985-08-29 Ae Plc Machine tools
SE8504754D0 (sv) * 1985-10-14 1985-10-14 Kurz Fredrik W A Forfarande for framstellning av byggnadsmaterial

Also Published As

Publication number Publication date
AU590020B2 (en) 1989-10-26
FI881714A0 (fi) 1988-04-13
DK300187A (da) 1987-06-12
FI881714A (fi) 1988-04-13
EP0272267B1 (en) 1991-02-06
JPS63502501A (ja) 1988-09-22
AU6476286A (en) 1987-05-05
EP0272267A1 (en) 1988-06-29
US5073198A (en) 1991-12-17
SE8504754L (fi) 1987-04-15
SE8504754D0 (sv) 1985-10-14
BR8607194A (pt) 1988-09-13
DK300187D0 (da) 1987-06-12
FI84594B (fi) 1991-09-13
WO1987002354A1 (en) 1987-04-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FI84594C (fi) Foerfarande foer framstaellning av byggnadsmaterial
Lawrence The production of low-energy cements
Bakharev et al. Resistance of alkali-activated slag concrete to carbonation
US5888292A (en) Bonded aggregate composition and binders for the same
US5082501A (en) Method of preparing building materials
Kurdowski et al. Special cements
Roy et al. Alkali activated cementitious materials: an overview
Wang et al. Properties of coral waste-based mortar incorporating metakaolin: Part II. Chloride migration and binding behaviors
Wang et al. Chloride ingress and binding of coral waste filler-coral waste sand marine mortar incorporating metakaolin
US9708219B2 (en) Metal oxide activated cement
Talling et al. Blast furnace slag-the ultimate binder
Massazza Properties and applications of natural pozzolanas
US6447596B1 (en) Bonded aggregate composition and binders for the same
SE470061B (sv) Förfarande för att göra masugnsslagg till ett direkt verkande hydrauliskt bindemedel samt framställning av byggnadsmaterial därav
US20140137772A1 (en) Novel Cement That Is Resistant To Internal Sulfate Reactions And To External Sulfate Attacks
US10752548B2 (en) Metal oxide activated cement
Escadeillas et al. Binders
CA2277188C (en) Bonded aggregate composition and binders for the same
Scrivener Calcium aluminate
Lees Deterioration mechanisms
CA1279663C (en) Method of preparing building materials
EP3896046A1 (en) Dry cement-based ceramic composition for preparing a cooling material for reinforcement insert or filling of aluminum systems, reinforcement filling for aluminum systems comprising it, method of providing fire protection of aluminum system and use of dry cement-based ceramic composition for preparing reinforcement filling or insert
NO171780B (no) Fremgangsmaate ved fremstilling av byggematerialer
Kurdowski et al. Concrete properties
Aragaw Types of Cement

Legal Events

Date Code Title Description
MM Patent lapsed
MM Patent lapsed

Owner name: KURZ, FREDRIK W.A.