HU200511B - Cement klinker-based, stabilized binding material composition free from rock gypsum - Google Patents
Cement klinker-based, stabilized binding material composition free from rock gypsum Download PDFInfo
- Publication number
- HU200511B HU200511B HU864120A HU412086A HU200511B HU 200511 B HU200511 B HU 200511B HU 864120 A HU864120 A HU 864120A HU 412086 A HU412086 A HU 412086A HU 200511 B HU200511 B HU 200511B
- Authority
- HU
- Hungary
- Prior art keywords
- cement
- weight
- silica
- gypsum
- fly ash
- Prior art date
Links
Landscapes
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
A találmány tárgya szilikátalapú, különösen cementklinker-alapú, hatóanyagként szilícium-dioxidot (SiO2-t) tartalmazó, gipszkőmentes kötőanyagkészítmény.
A gipszkőmentes cementek új típusú szervetlen kötőanyagok, amelyek egy szervetlen elektrolit (különösen alkáli-karbonát, alkáli-hidrogén-karbonát vagy alkáli-hidroxid) és egy anionaktív lágyítószer (például lignoszulfonán, szulfonált lignin vagy szulfonált polifenolát) keverékének szinergetikus hatásán alapulnak. Ezeknek a cementeknek a sajátságait ismertetik például P. Skvára és M. Rybinová: The Gypsum-free Portland Cement; Cement and Concrete Research 1985, 6. szám; lásd továbbá a 198 053, 203 212 és 225 066 számú CS szerzői tanúsítványokat.
Ezeknek a cementeknek egyik jellemző sajátsága, hogy alacsony víz-cement-tényező esetében is kedvező reológiai sajátságaik megtartásával megmunkálhatók.
A szilárd cement csekély pórusüregessége következtében a gipszkőmentes cementek nem csupán a rövid és hosszú időtartamú szilárdságukkal, hanem nagy korrózió-állóképességükkel, keményedési képességükkel (alacsony és negatív hőmérsékleten is), valamint magasabb hőmérsékleten mutatott nagy hőálló képességükkel tűnnek ki (lásd: F. Skvára és munkatársai: The Gypsum-free Portland Cement Hydration and its Thermal Properties; Proceedings of the 8. Intem, Conf. Thermal Analysis 1985, 566-570. oldal, Bratislava).
Gipszkőmentes cementek esetében rövid időn belüli nagyfokú szilárdulást (1-24 órán belül) csak olyan cementekkel tudtak elérni, amelyek fajlagos felülete 500 m2/kg-nál nagyobb. Gipszkőmentes, ennél kisebb fajlagos felületű cementekkel a jelenlegi portlandcementnél nagyobb szilárdulást csak 3-7 napos hidratációval értek el. A gipszkőmentes, 500 m2/kg fajlagos felületűnél finomabbra őrölt cementek egyik hátránya, hogy technológiailag viszonylag nagyon nehezen valósíthatók meg: előállításuk céljából különleges, meglehetősen nagy energiaigényű, osztályozó berendezéssel ellátott örlőberendezéseket kell létesíteni (lásd a 194 892 számú CS szerzői tanúsítványt).
A 450-500 m2/kg-nál kisebb fajlagos felületű, gipszkőmentes cementek vizsgálata során megállapították, hogy minőségük gyakorlatilag ugyanúgy függ a fajlagos felülettől, mint nagyobb fajlagos felületű, gipszkőmentes cementek esetében. A 450-500 m2/kgnál kisebb fajlagos felületű gipszkőmentes cementek esetében azonban a cementek reaktivitásának periódikus ingadozását figyelték meg. Ezek a periodikus változások mindenekelőtt abban mutatkoztak meg, hogy a kötésidő a tárolás idejétől függően periódikusan (az időtől függően) jelentősen ingadozott; és ennek során az ingadozást nem a tárolási körülmények (például a cement nedvesedése) idézték elő. Ez a jelenség az ilyen típusú, gipszkőmentes cementek vizsgálata során nehézségeket okozott, mivel ezeknek a gipszkőmentes cementeknek a keverékei a tárolás idejétől függően változtatták a megmunkálási időt.
Ennek következtében beható kutatásokat végeztek a gipszkőmentes cementek területén a fenti, nemkívánt jelenség kiküszöbölésére.
A találmány alapja az a felismerés, hogy ha 0,05-20 tömeg % igen finom, amorf, 5000-200000 m2/kg fajlagos felületű szilícium-dioxidot adunk gipszkőmentes cementekhez, akkor azok hasznos sa- 65 játságai javulnak, és e sajátságaik - különösen a kötésidő kezdetén - stabilizálódnak. Az igen finom, amorf szilicium-dioxid hozzáadása következtében továbbá nagymértékben javul a keveréssel végzett meg5 munkálhatóság (például csőkké^ a pép viszkozitása), a gép szilárdsága, különösen a rövid időtartamon belül bekövetkező szilárdulása növekszik.
Igen finom, amorf szilícium-dioxidot portlandcementekben vagy betonban történő alkalmazását szá10 mos szabadalmi leírásban és közleményben ismertették. Ennek az igen finom, amorf szilícium-dioxidnak forrásaként szolgál a fémkohászati eljárások - például az Si, FeSi, FeCrSi vagy SiMn ötvözetek előállítása - során keletkező szállóhamu (pernye), amidőn a 15 magas hőmérsékleten végbemenő folyamatokban SiO képződik, amely SiO2-vé oxidálódik. Az ilyen nagyon finom, és túlnyomórészt amorf szilicium-dioxid fajlagos felülete 5000-30000 m2/kg, vagy ennél is több [lásd P. Aitcin és munkatársai: Physical and Chemical 20 Characterization of Condensed Silica Fumes; Am. Ceram. Bull. 63, 1487-1491 (1985)]. A szilícium-dioxidot ezeknek az eljárásoknak a során mint a szállóhamut - amely régebben a kohászati művek környezetét igen erősen szennyezte - kötik meg. A 25 szilicium-dioxid szállóhamu az amorf szilicium-dioxid megfelelő forrása; hasonlóképpen az úgynevezett pirogén szilicium-dioxid is, amely például szilíciumtetraklorid oxidációja során képződik. A pirogén szilícium-dioxid fajlagos felülete csaknem 200000 m2/kg, 30 tehát még a szállóhamuban lévő szilicium-dioxid fajlagos felületénél is nagyobb.
A szállóhamuban lévő szilicium-dioxid részecskék mérete mintegy százszor kisebb a szokásos cement részecskeméreténél. Tekintettel a részecskeméretre és 35 a fizikai állapotra (amorf alak), a szállóhamu szilfcium-dioxid igen reakcióképes, és a cementben vagy betonban nagy hatású adalékként szolgál. A képzőanyaggal kalcium-hidroxid jelenlétében vagy a kalcium-hidroxiddal hidro- szilikátok képződése közben 40 reagál, és aktívan részt vesz a hidratációs folyamatban. Reakcióképessége következtében a szilícium-dioxidos szállóhamut gyakran tekintik a legreakcióképesebb „Puzzolan”-adaléknak. J. Jahren szerint [Use of Silica Fume in Concrete; Am. Concr. Inst Spec. Public. 45 79-32, 627-642 (1982)] a szilicium-dioxid adalék a betonban javítja annak megmunkálhatóságát, növeli szilárdságát, és lehetővé teszi a cementmennyiség csökkentését a betonban.
A szilícium-dioxidos szállóhamu alkalmazását sza50 badalmi leírások ismertetik (lásd például az 574 880 számú CH és 312 490 AT szabadalmi leírást), ahol portlandcementből, homokból és kőkeverékből álló betonkeveréket írnak le, amelyek ezenkívül 20 tömeg % szilicium-dioxid szállóhamut és lágyítószer-adalé55 kot tartalmaznak. A 79 104321.9, 81 103363.8 és 81 105310.7 alapszámú EP szabadalmi bejelentésekben közük fehér vagy portlandcement alkalmazását, amelynek részecskeméret-eloszlása állandó, részecskéinek mérete 05 mikrométerig terjed, és 5 nm-től 60 0,5 mikro-méterig terjedő részecskéit szilicium-dioxid szállóhamu alkotja. Ezt a cementet betonban lágyítószerek hozzáadásával alkalmazzák. Lágyítószerként például szulfonált melamin-formaldehid- gyantákat, kombinált ligninszármazékokat és szulfonált naftaünokat ismertetnek.
HU 200511 Β
Szállóhamu alkalmazását írják le továbbá a 214 137 számú CS szerzői tanúsítványban, amelyben olyan portland- vagy salak-portlandcementet közölnek, amely 3-20 tömeg% amorf szilícium-dioxidot tartalmaz, s amely utóbbi legalább 30 % 3 mikrométernél kisebb mérető részecskékből, és legalább 50 % 20 mikrométernél kisebb mérető részecskékből áll; továbbá 0,5-1 tömeg% diszpergálószert, előnyösen vízoldható melamin-formaldehid-bÍtument, ligninszulfonánt vagy naftalinszulfonsav kondenzációs terméket, előnyösen lauril-szulfátot vagy nátrium-abietátot tartalmaz.
Az eddig ismert megoldások szerint, ha cementet vagy a betont igen finom amorf szilícium-dioxid hozzáadásával készítik, akkor portland- vagy salak-portlandcementből indulnak ki, amely kötésidő-szabályzó szerként gipszkövet tartalmaz. Az igen finom, amorf szilícium-dioxid alkalmazása során a beton keverési megmunkálhatóságának javulását érték el annak következtében, hogy az üregeket a sokkal finomabb eloszlású szilícium-dioxidot tartalmazó cementrészecskék töltötték ki; mindazáltal alacsony vízcement-tényező melletti jó megmunkálhatóság céljából (azaz olyan esetekben, amikor W = 0,35 (a vízcement-tényező a víz és cement viszonyát jelenti) meglehetősen nagymennyiségű lágyítószert kellett alkalmazni adalékként (lásd az 574 880 számú CH szabadalmi leírást és a 81 105 310.7 számú EP szabadalmi bejelentést, ahol a cementre vonatkoztatva
3-7,2 % mennyiségben alkalmazzák a lágyítószert). Ez a mennyiség lényegesen magasabb, mint a betonban általában alkalmazott lágyítószerek mennyisége. E magas lágyítószermennyiség csökkentése csak a vízcement-tényező növelésével lehetséges, amint ez a 214 137 számú CS szerzői tanúsítványból következik, amely szerint 0,3-0,5 tömeg % lágyítószeradalékot alkalmaztak (a cement tömegére vonatkoztatva), de természetesen a betonkeverék vízcement-tényezőjét W = 0,78-ra növelték.
A 200 215 számú CS szerzői tanúsítványban közölnek továbbá egy cementklinker-alapú kötőanyagot, amelynek fajlagos felülete 150-3000 m2/kg, a részecskék 2-95 tömeg%-ának a mérete 5 mikrométernél nagyobb, s amely 0,01-8 tömeg % ligninszulfonán-alapú anyagot, készítési vizet, 0,01-8 tömeg % alkálifém-karbonátot vagy -hidrogén-karbonátot vagy alkáliföldfém-karbonátot vagy -hidrogén-karbonátot és/vagy 0,1-8 tömeg % további ismert kötőanyag-adalékot tartalmaz a klinker összes mennyiségére vonatkoztatva, valamint 5-90 tömeg% olyan anyagot tartalmaz (a klinker összes mennyiségére vonatkoztatva), amelyben oxigéntartalmú szilícium-vegyület, például bentonit, szilikátliszt, szállóhamu, salak vagy ezek keveréke van jelen.
A fend hátrányokat a jelen találmány kiküszöböli. A találmány lényege cementklinker-alapú, gipszköfőmentes-kötőanyag, amely 99,5-88 tömeg%, 225-800 m2/kg fajlagos felületű őrölt künkért, 0,001-2 tömeg % őrlési adalékot, például trietanol-amint vagy etiléngükolt, 0,2-4 tömeg% alkáüfémsót vagy alkáltfém-hidroxidot, például nátrium-karbonátot, nátrium-hidrogén-karbonátot, kálium-karbonátot, kálium-hidrogén-karbonátot vagy nátrium-szilikátot (Na2SiO3), 0,2-3 tömeg % szulfonált polielektrolitot, például ligninszulfonánt, kémiailag kezelt ligninszulfonánt, szulfonált lignint, szulfonált polifenolátot és 0,1-3 tömeg% gipszkőmentes cementek kötési idejét szabályozó anyagot, például szerves hidroxisavak vagy a bórsav sóit, szilfciumorganikus észtereket, foszfátokat tartalmaz, amelyhez további adalékként 0,05-20 tömeg% szilícium-dioxidot, előnyösen a szilícium vagy vas-szilícium-őtvőzet előállítása során kapott amorf, 5000-200000 m2/kg fajlagos felületű szilícium-dioxidot adunk, amely több mint 50 % 5 mikrométernél kisebb méretű részecskét tartalmaz. A fentiekben megadott tömegszázalékos adatokat a klinker tömegére vonatkoznak.
A találmány értelmében azt találtuk, hogy szinergetikusan ható szulfonált polielektrolit (például ligninszulfonán, szulfonált polifenolátok) és szervetlen elektrolit (például karbonát) keverékének az alkalmazásával gipszkőmentes cement és szilícium-dioxid szállóhamu keveréke W = 0,30 vízcement-tényező esetében is a kedvező reolőgiai sajátságok megtartásával, lényegesen kisebb mennyiségű lágyítószer alkalmazásával, mint a portlandcement esetében, megmunkálható.
Oxigéntartalmú szilíciumvegyületek cementklinker-alapú kötőanyagok sajátságaira kifejtett hatásának vizsgálata során megállapítottuk, hogy e vegyületek
- mindenekelőtt a szilícium-dioxid - részecskemérete és fizikai állapota erős befolyást gyakorol az elért sajátságokra (például a szilárdságra). A kötőanyag Teológiai sajátságainak javítása céljából igen lényeges, hogy a cementrészecskék közötti üregeket részecskékkel - például nagyon finom szilícium-dioxiddal
- töltsük ki.
Ez annyit jelent, hogy egy ilyen kötőanyag részecskéi átlagos átmérőjének kisebbnek kell lennie, mint a legkisebb cementiészecske méretének. Ha a cement és a hatóanyag (például szilícium-dioxid kvarcliszt alakjában, szilícium-dioxid kivonatok formájában, vagy az úgynevezett kaolinit-feldolgozási iszap) granulometriás görbéje átfedi egymást, akkor a reolőgiai sajátságok eléggé erősen romlanak, és alacsony vízcement-tényező esetében a jó megmunkálhatóság nem érhető el. Másrészt az igen finom eloszlású szilícium-dioxid találmány szerinti alkalmazása megváltoztatja a granulometriás görbét - például ha az egyes részecskék elektromikroszkőppal megállapított átlagos nagysága körülbelül 0,1 mikron vagy kisebb (például szilícium-dioxid szállóhamu vagy pirogén szilícium-dioxid esetében) - és lehetővé teszi igen kompakt por megmunkálását (feldolgozását). Ez a por a megmunkáláshoz csupán minimális mennyiségű vizet igényel azon előfeltétellel, hogy ez a cementpor gipszkövet nem tartalmaz.
Hasonlóképpen a szilícium-dioxid fizikai állapota is nagyon lényeges. A szilícium-dioxidnak kalcium-hidroxiddal végbemenő reakciójához - amely a cement hidratációja során játszódik le - a szilícium-dioxid amorf állapota optimális. Ha a finomra őrölt szilícium-dioxidban a kristályos részecskék aránya növekszik, akkor reakcióképessége csökken. A találmány értelmében optimálisan olyan szilícium-dioxidot alkalmazunk, amelynek fajlagos felülete nagy, átlagos részecskemérete igen kicsi, és előnyösen amorf.
Ha igen finom eloszlású, amorf szilícium-dioxidot adalékként optimális koncentrációban gipszkőmentes cementekben alkalmazunk, akkor nemcsak annak Teológiai sajátságai javulnak, hanem ez egyszersmind lehetővé teszi a fentiekben említett labilitás kiküszö3
-3HU 20051 IB bölését (azaz a 450-500 m2/kg-nál kisebb fajlagos felületű, gipszkőmentes cementek kötési kezdetének az ingadozását). Az igen finom, amorf szilícium-dioxidnak gipszkőmentes cementben adalékként való alkalmazása lehetővé teszi a gyors szilárdulást, amelyet a C-S-H fázis magvainak gyors kialakulása határoz meg. A gipszkőmentes cementek szilárdságának növekvése a szilicium-dioxid szállóhamu csekélyebb koncentrációjánál is megfigyelhető, mint az a technika jelenlegi állásából ismert. A szilárdságnak ez a növekvése - különösen a rövid időn belül fellépő szilárdulás növekvése — már (a cement tömegére vonatkoztatva) körülbelül 0,1 tömeg% szilícium-dioxid szállóhamu adalékolása során, egyes esetekben még ennél alacsonyabb koncentrációban is megfigyelhető.
A találmányt az alábbi - nem korlátozó jellegű - kiviteli példákban részletesen ismertetjük.
A pép Teológiai sajátságainak megítélésére az alábbi, vizuális értékelése alapján készült, empirikus skálát alkalmaztuk:
0: megmunkálhatatlan, száraz pép;
1: a pép csak 50 Hz rezgésszám esetében cseppfolyós;
2: a pép csak a keverődob ütögetésekor lesz cseppfolyós;
3: a pép a keverődobból a gravitáció hatására kifolyik;
4: a pép híganfolyós;
5: a pép viszkozitása csekély, híganfolyós.
A próbatest előkészítése során az előkészített testeket az előkészítés után minden esetben telített vízgőzt tartalmazó térségbe helyeztük 24 órán át, majd a 28. napig 20 °C hőmérsékletű vízben helyeztük.
A százalékos adatok a példákban minden esetben az őrölt cementklinker tömegére vonatkoznak (ha erre vonatkozóan külön megjegyzést nem teszünk.
1. példa
Az előzőleg aprított künkért (származási helye: Hranice-i Cementmű) 0,05 tömeg% trietanol-amin hozzáadása után 300 m2/kg fajlagos felület eléréséig őröltük. A cement megőrlése után közvetlenül körülbelül 200 g cementet üvegdugós lombikba mértünk. A lombikot továbbá úgy töltöttük fel paraffinnal, hogy a cementnek a levegő nedvességtartalmaz által történő előhidratációját kizárjuk. Az egyes lombikokból meghatározott intervallumokban pépet dolgoztunk fel 0,4 tömeg% szulfonált polifenolát és 1 tömeg% nátrium-karbonát hozzáadásával.
Megfigyeltük a pép kötésének kezdő időpontját. Minden egyes kísérletre csak egyetlen lombik tartalmát alkalmaztuk, a többiben az anyagot tovább tároltuk.
Azonos intervallumokban ugyanabból a cementből, azonos tárolási feltételek mellett pépeket dolgoztunk fel úgy, hogy a cementhez 1-10 tömeg % mennyiségben szilicium-dioxid szállóhamut adtunk, és megfigyeltük a pépek kötésének kezdetét. A kötési idők kezdetét az 1. táblázatban foglaltuk össze.
A kísérleteinkben alkalmazott, és a továbbiakban szilicium-dioxid szállóhamunak nevezett szilícium-dioxid kristályos szilícium előállításának hulladékterméke, amelynek összetétele: legalább 95 % szilícium-dioxid, legfeljebb 0,5 % vas(lll)-oxid (FeiCb), legfeljebb 0,4 % aluminium-oxid, legfeljebb 0,4 kalcium-oxid, legfeljebb 0,4 % magnézium-oxid, legfeljebb 0,6 % szén, és legfeljebb 0,5 % víz (a szilícium-dioxid tömegére vonatkoztatva).
Ez a „KOMSIL” kereskedelmi néven szállított szilicium-dioxid a röntgendiffrakcióval végzett vizsgálat szerint gyakorlatilag amorf. Raszter-elektronmikroszkóp segítségével megállapítottuk, hogy ez a szállóhamu 2-6 mikrométer méretű részecske-halmazokat tartalmaz, és egyes részeinek átlagos mérete 0,2 mikrométer.
| 1. táblázat: A pép kötésének kezdeti időpontja 0,22 víz/cement arány mellett | ||
| A tárolás napjainak száma | Szilícium-dioxid-szállóhamutartalom 0 % 1 % 2 % 4 % 6 % | 10 % |
| 1 | 5 óra 30’ 2 óra 30’ 1 óra 40’ 1 óra 25’ 1 óra | 52 perc |
| 2 | 5 óra 20’ | |
| 7 | 1 óra 20’ A kötés kezdeti időpontja az egész periódus alatt állandó. | |
| 10 | 3 óra 15’ Tárolás: az eredmények ± 5 %-on belül szórnak. | |
| 15 | 3 óra | |
| 20 | több, mint 7 óra | |
| 25 | 3 óra 30’ | |
| 30 | 6 óra 30’ | |
| 31-180 | 7-18 óra között | |
| napig | ingadozik |
HU 200511Β
2. példa
Az 1. példa szerint előkészített cementből 14 napig üvegdugós lombikban történt tárolása után pépet készítettünk 2 x 2 x 2 cm mérető próbatestek előállításához. Az 1. példához hasonlóan adalékként 0,4 5 tömeg% szulfonált nátrium-vas-polifenolátot és 1 tömegé nátrium-karbonátot alkalmaztunk, és szilícium-dioxid szállóhamut is hozzáadtunk.
Eredményeinket a 2. táblázatban foglaltuk össze.
| 2. táblázat: | |||||||
| Víz/cement arány | Víz/cement + SiCh | S1O2- szállóhamu tartalom | Megmun- kálhatőság | Húzószilárdság (MPa) 2 óra 24 óra 7 nap 28 nap múlva | |||
| 0,22 | 0,219 | 1 % | 3 | 10,8 | 62,5 | 71,3 | 79,8 |
| 0,22 | 0,217 | 2 % | 3-4 | 8,8 | 65,8 | 95,3 | 105,8 |
| 0,22 | 0,211 | 4 % | 3-4 | 12,8 | 65,5 | 90,5 | 97,0 |
| 0,22 | 0,207 | 6 % | 4-5 | 10,5 | 58,3 | 87,8 | 107,0 |
| 0,22 | 0,205 | 8 % | 4 | 13,4* | 60,0 | 89,0 | 102,0 |
| 0,22 | 0,200 | 10 % | 3-4 | 13,0 | 64,8 | 88,0 | 102,3 |
| 0,22 | 0,192 | 15 % | 3 | 12,4 | 60,2 | - | - |
| 0,22 —ϊ—:-. | — | 0 % | 2-3 | 4,0 | 60,5 | 90,1 | 100,7 |
*: A szilárdságot 3 óra elmúltával határoztuk meg.
3. példa
Gipszkőmentes klinkerből (számlázási helye: Lochkov-i Cementmű) 0,05 tömeg% trietanol-amin hozzáadása után őrléssel 470 m2/kg fajlagos felületű cementet készítettünk. Ezt a cementet az 1. például leírt körülmények között tároltuk. E cementből 0,4 tömeg% szulfonált nátrium-vas-polifenolát és 1 tömeg% nátrium-karbonát hozzáadása után 0,22 víz/cement arány megtartásával pépeket készítettünk; az 1. példához hasonlóan 2-10 tömeg% mennyiségében szilícium-dioxid-szállóhamut is adtunk hozzá.
A kötési idők kezdetét a 3. táblázatban foglaltuk össze.
3. táblázat:
A pép kötésének kezdeti időpontja 0,22 víz/cement arány mellett
| A tárolás napjainak száma | 0 % | Szilícium-dioxid-szállóhamutartalom | 8 % | 10 % | |
| 2 % 4 % | 6 % | ||||
| 1 | 1 óra 50’ | 1 óra 50’ 1 óra 23’ | 1 óra | 55 perc | 45 perc |
| 2 | 1 óra 40’ | ||||
| 3 | 2 óra 30’ | A kötés kezdeti időpontja az | egész periódus alatt | ||
| 4 | 2 óra | állandó. | |||
| 6 | 35 perc | Tárolás ± 5 % szórással. | |||
| 10 | 1 óra 20’ | ||||
| 15 | 90 perc | ||||
| 20 | 3 óra 50’ | ||||
| 25 | 2 óra 15’ | ||||
| 30 | 2 óra | ||||
| 35 | 2 óra 10’ | ||||
| 60 | 3 óra 30’ | ||||
| 80 | 4 óra 30’ | ||||
| 100 | 3 óra 50’ |
4. példa
A 3. példa szerint, azonos körülmények között a Lochkov-i Cementedből származó cementpépet dolgoztunk fel. A 3. példától e kísérletünk az adalékokban különbözött: 1,2 tömeg% nátrium-karbonátot és 0,85 tömeg% oxidált nátriutn-ligninszulfonánt alkalmaztunk. 65 tömeg% szilícium-dioxid szállóhamu adalékként 60 való alkalmazásakor a kötés kezdeti időpontja 55 perc, 6 tömeg% adalékolásával 45 perc, 8 tömeg% adalékolásával 45 perc, 10 tömeg% adalékolásával 40 perc.
HU 20051 IB
A kötés kezdeti időpontja állandó maradt a megfigyelt tárolási idő során - a légnedvesség kizárása esetén - 3 hőnapon át
5. példa
A 3. példa szerint előkészített cementből 14 napi tárolás után a 3. példában leírt körülmények megtartásával pépet készítettünk
Eredményeinket a 4. táblázatban foglaltuk össze.
| 4. táblázat: | |||||||
| Víz/cement arány | Víz/cement + SiÖ2 | S1O2- szállóhamu tartalom | Megmun- kálhatóság | Nyomószilárdság 2 óra 24 óra 7 nap múlva | 28 nap | ||
| 0,22 | 0,217 | 2 % | 3 | 10,0 | 59,8 | 72,8 | 101,5 |
| 0,22 | 0,211 | 4 % | 4 | 21,8 | 55,8 | 61,0 | 105,9 |
| 0,22 | 0,205 | 8 % | 4-5 | 16,0 | 68,7 | 60,8 | 106,7 |
| 0,22 | 0,200 | 10 % | 4-5 | 18,7 | 51,2 | 76,4 | 93,7 |
| 0,22 | - | 0 % | 3 | 5,0 | 52,0 | 75,6 | 100,2 |
Összehasonlító kísérlet
A Lochkov-i „PC 400” jelű portlandcementből (fajlagos felülete 380 m2/kg) 6 tömeg% szilícium-dioxid szállóhamu hozzáadásával pépet készítettünk.
A pép vízcement-tényezőjét úgy választottuk meg, hogy a pép megmunkálhatósága a fenti empirikus skála szerint a 3-4 értéket elérje. A vízcement-tényező értéke W = 0,40 volt A 6 tömeg% szilícium-dioxid szállóhamut adalékként tartalmazó „PC 400” pép a keményedés után 2 órával gyakorlatilag mérhetetlen szilárdulást ért el; 24 óra elmúltával a nyomószilárdság értéke 34,8 MPa-nak, 7 nap elmúltával 10,3 MPa-nak adódott
Az 1-5. példákkal összehasonlítva látható, hogy a gipszkőtől való mentesítés útján, és annak a cementben lágyítószer és szervetlen só kombinációjával történő helyettesítésével, szilícium-dioxid-szállóhamu hozzáadásával lényegesen kedvezőbb eredmények érhetők el.
6. példa
A cementpép előkészítéséhez a Malomerice-i Cementműből származó őrölt künkért alkalmaztunk, amelyet 0,1 tömeg% etilénglikol hozzáadása után 720 m2/kg fajlagos felület eléréséig őröltünk. A cementpépben adalékként 1,1 tömeg% oxidált nátrium-ligninszulfonánt és 1 tömeg% nátrium-hidrogén-karbonátot alkalmaztunk. Az őrölt künkért a pép készítése során első esetben a kaolinfeldolgozás iszapjából származó, igen finom szilícium-dioxiddal, második esetben szilícium-dioxid szállóhamuval kevertük össze. Az iszapformában lévő szilícium- dioxid - a röntgenvizsgálat adatai szerint - túlnyomórészt kristályos volt, míg a szilícium-dioxid száUóhamu gyakorlatilag amorfnak bizonyult.
A szilícium-dioxid szállóhamu tulajdonságait az
1. példában adtuk meg. Az iszapból származó szilícium-dioxid részecskeméret-eloszlása a következő értékeket mutatta: ülepítési elemzés alapján.
mikrométernél kisebb 25 %, és 2 mikrométer közötti méretű 17,3 %, és 5 mikrométer közötti méretű 22,5 %, és 10 mikrométer közötti méretű 15,5 %,
20 és 15 mikrométer közötti méretű 8,29 %, és 20 mikrométer között méretű 11 %.
A pépek teológiai sajátságainak meghatározásával kapott eredményeket az 5. táblázatban foglaltuk össze. 35____________________
5. táblázat:
| 40 | Megmunkálhatóság | Víz/ cement | |
| ÖSSZETÉTEL | az empirikus skála szerint | ||
| 80 % cement + 20 % SiO2-iszap | 0-1 | 0,30 | |
| 45 | 90 % cement + 10 % SiÖ2-iszap | 1-2 | 0,30 |
| 95 % cement + 5 % SiO2-iszap | 2 | 0,30 | |
| 100 % cement | 5 | 0,30 | |
| 50 | 85 % cement + 15 % SiO2-szállóhamu | 3 | 0,22 |
| 90 % cement + 10 % SiO2-szállóhamu | 3-4 | 0,22 | |
| 55 | 94 % cement + 6 % SiO2-szállóhamu | 4 | 0,22 |
| 96 % cement + 4 % SiO2-szállóhamu | 4-5 | 0,22 | |
| 98 % cement + 2 % SiO2-szállóhamu | 3-4 | 0,22 | |
| 60 | 100 % cement | 2 | 0,22 |
7. példa
Hranice-i klinkerből félüzemi méretben, cirkulációs malomban gipszkőmentes cementet állítottunk elő.
HU 200511 Β gipszkőmentesen 710 m2/kg fajlagos felület eléréséig. Az őrlést 1 tömeg% nátrium-ligninszulfonán por és 0,8 tömeg% nátrium-karbonát hozzáadásával végeztük.
Náteum-ligninszulfonánként részben feldolgozott szulfitlúgot használtunk, amely a kísérő monoszacharidokat és azok oxidációs termékeit is tartalmazta. A ligninszulfonánban jelenlévő szerves kísérőanyagokat a redukáló anyagok elemzésével jellemeztük, ezek koncentrációja 6,7 %-ot tett ki (a ligninszulfonán szárazanyagtömegére vonatkoztatva).
Ebből a gipszkőmentes cementből W = 0,25 víz/cement aránnyal pépet készítettünk, amelynek feldolgozhatósága a fenti empirikus skála szerint 2-3-nak adódott. E pép kötésének kezdeti időpontja 4,5-6 óra volt.
A továbbiakban olyan pépet készítettünk ugyanebből a cementből, amelyhez 6 tömeg% szilícium-dioxid szállóhamut adtunk E pép víz/cement aránya W = 0,25 volt, a víznek az összes szilárd alkatrészhez való viszonya (cement + SiCh-szállóhamu) 0,238-at tett ki. E pép kötésének kezdeti időpontja 1 óra 10 percnek adódott, amely a kötési idővel gyakorlatilag összemosódott.
Pépet készítettünk továbbá 0,238 víz/cement aránnyal, amelynek megmunkálhatósága fenti skála szerinti 1-2-nek adódott.
Ha gipszkőmentes cementhez azonos víztartalom mellett (és az összes szilárdanyagtartalom növelésével) szilícium-dioxidot szállóhamut adtunk, akkor a megmunkálhatóság foka javult. A szilicium-dioxid szállóhamu hozzáadása lehetővé tette továbbá a szerves kísérőanyagokat nagy mennyiségben tartalmazó ligninszulfonán negatív hatásának kiküszöbölését, és ezáltal e cement sajátságainak stabilizálását.
8. példa
A Lochkov-i Cementműből származó, 550 m2kg fajlagos felületű őrölt cementklinkerből (az őrlés során 0,2 tömeg% nátrium-ligninszuifonánt adtunk hozzá) W = 0,25 víz/cement aránnyal pépet készítettünk.
Adalékként 0,5 tömeg % nátrium-kálium-tartarátot és 1,5 tömeg% kálium-karbonátot alkalmaztunk. 4 tömeg% szilicium-dioxid szállóhamut adtunk hozzá. Az így kapott pép kötésének kezdeti időpontja 45 perc volt.
9. példa
A 0,1 tömeg% etilénglikolt mint adalékot tartalmazó, 590 m2/kg fajlagos felület eléréséig őrölt cementklinkerhez száraz állapotban 4 tömeg% szilícium-dioxidot adtunk [a Bayer cég (Német Szövetségi Köztársaság) terméke, fajlagos felülete 152000 m2/kg].
Pépet készítettünk W = 24 víz/cement aránnyal. A megmunkálhatóság a fenti empirikus skála szerint
3-4-nek adódott.
10. példa
A Lochkov-i Cementműből származó, 450 m2/kg fajlagos felület eléréséig őrölt cementklinkerből 1/3 homok/cement aránnyal habarcsot készítettünk.
Adalékként 5 tömeg% szilicium-dioxid szállóhamut, 0,4 tömeg% szulfonált nátrium-vas-polifenolátot és 1 tömeg% nátrium-karbonátot alkalmaztunk Az alaposan megmunkált habarcs cement/víz aránya W = 0,30, a víz és az összes szilárd anyag (cement + SiCh-szállóhamu) aránya 0,283 volt A habarcs nyomószilárdsága 6 óra után 6 MPa értéket, 24 óra után 40 MPa értéket ért el. A habarcs kötésének kezdeti időpontja 1 órának adódon.
11. példa
A Lochkov-i Cementműből származó, 0,1 % etilénglikol hozzáadásával 590 m2/kg fajlagos felület eléréséig őrölt klinkerből 0,22 víz/cement aránnyal pépet készítettünk A pép feldolgozása előtt a cementhez 0,2 tömeg% szilicium-dioxid szállóhamut adtunk (a cement tömegére vonatkoztatva). További adalékként 0,4 tömeg% szulfonált nátrium-vas-polifenolátot és 1 tömeg% nátrium-karbonátot oldottunk a keverési vízben. A pép kötési ideje 25 perc volt, és keményedés után 3 órával 14,8 MPa nyomószilárdságot ért el.
Az azonos víz/cement aránnyal és azonos adalékokkal, de szállóhamu nélkül készitett pép nyomószilárdsága a keményedés után 2 órával 7,2 MPa-nak adódott,
Claims (1)
- SZABADALMI IGÉNYPONT1. Cementklinker-alapú, gipszkőmentes, stabilizált sajátságú, kötőanyagkészítmény, amely a klinker tömegére vonatkoztatva 99,5-88 tömeg%, 225-800 m2/kg fajlagos felületű őrölt künkért, 0,001-2 tömeg% őrlési adalékot - például trietanol-amint vagy etilénglikolt 0,2-4 tömeg% alkálifémsót vagy alkálifém-hidroxidot - például nátrium-karbonátot, nátrium-hidrogén-karbonátot, kálium-karbonátot, kálium-hidrogén-karbonátot vagy nátrium-szilikátot (Na2SiO3) -, 0,2-3 tömeg% szulfonált polielektrolitot - például ligninszulfonánt, kémiailag kezelt ligninszulfonánt, szulfonált lignint, szulfonált poüfenolátot és 0,1-3 tömeg% gipszkőmentes cementek kötési idejét szabályzó anyagot - például szerves hidroxisavak vagy a bórsav sóit, szilíciumorganikus észtereket, vagy foszfátokat tartalmaz azzal jellemezve, hogy a klinker tömegére vonatkoztatva 0,05-20 tömeg% előnyösen amorf, 5000-200000 m2/kg fajlagos felületű szilícium-dioxidot (SÍO2) tartalmaz, amely utóbbinak több, mint 50 %-a 5 mikrométernél kisebb méretű részecskékből áll.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS856937A CS253499B1 (en) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | Gypsum-free binding agent with stabilized qualities on base of cement clinker |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| HUT42037A HUT42037A (en) | 1987-06-29 |
| HU200511B true HU200511B (en) | 1990-06-28 |
Family
ID=5417539
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| HU864120A HU200511B (en) | 1985-09-28 | 1986-09-26 | Cement klinker-based, stabilized binding material composition free from rock gypsum |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| BG (1) | BG49978A1 (hu) |
| CS (1) | CS253499B1 (hu) |
| DD (1) | DD272770A3 (hu) |
| HU (1) | HU200511B (hu) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7658794B2 (en) | 2000-03-14 | 2010-02-09 | James Hardie Technology Limited | Fiber cement building materials with low density additives |
| US7704316B2 (en) | 2001-03-02 | 2010-04-27 | James Hardie Technology Limited | Coatings for building products and methods of making same |
| US7993570B2 (en) | 2002-10-07 | 2011-08-09 | James Hardie Technology Limited | Durable medium-density fibre cement composite |
| US7998571B2 (en) | 2004-07-09 | 2011-08-16 | James Hardie Technology Limited | Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same |
| US8209927B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-07-03 | James Hardie Technology Limited | Structural fiber cement building materials |
| US8993462B2 (en) | 2006-04-12 | 2015-03-31 | James Hardie Technology Limited | Surface sealed reinforced building element |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4242107C1 (de) * | 1992-12-14 | 1994-06-01 | Heidelberger Zement Ag | Schnellerhärtende Bindemittelmischung und deren Verwendung |
-
1985
- 1985-09-28 CS CS856937A patent/CS253499B1/cs unknown
-
1986
- 1986-09-15 DD DD29441186A patent/DD272770A3/xx not_active IP Right Cessation
- 1986-09-15 BG BG76410A patent/BG49978A1/xx unknown
- 1986-09-26 HU HU864120A patent/HU200511B/hu not_active IP Right Cessation
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7658794B2 (en) | 2000-03-14 | 2010-02-09 | James Hardie Technology Limited | Fiber cement building materials with low density additives |
| US7727329B2 (en) | 2000-03-14 | 2010-06-01 | James Hardie Technology Limited | Fiber cement building materials with low density additives |
| US8182606B2 (en) | 2000-03-14 | 2012-05-22 | James Hardie Technology Limited | Fiber cement building materials with low density additives |
| US8603239B2 (en) | 2000-03-14 | 2013-12-10 | James Hardie Technology Limited | Fiber cement building materials with low density additives |
| US7704316B2 (en) | 2001-03-02 | 2010-04-27 | James Hardie Technology Limited | Coatings for building products and methods of making same |
| US7993570B2 (en) | 2002-10-07 | 2011-08-09 | James Hardie Technology Limited | Durable medium-density fibre cement composite |
| US7998571B2 (en) | 2004-07-09 | 2011-08-16 | James Hardie Technology Limited | Composite cement article incorporating a powder coating and methods of making same |
| US8993462B2 (en) | 2006-04-12 | 2015-03-31 | James Hardie Technology Limited | Surface sealed reinforced building element |
| US8209927B2 (en) | 2007-12-20 | 2012-07-03 | James Hardie Technology Limited | Structural fiber cement building materials |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BG49978A1 (en) | 1992-04-15 |
| HUT42037A (en) | 1987-06-29 |
| DD272770A3 (de) | 1989-10-25 |
| CS693785A1 (en) | 1987-03-12 |
| CS253499B1 (en) | 1987-11-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| de Larrard | Ultrafine particles for the making of very high strength concretes | |
| Kadri et al. | Combined effect of chemical nature and fineness of mineral powders on Portland cement hydration | |
| KR900002819B1 (ko) | 고강도의 수경재 조성물 | |
| Behfarnia et al. | The effects of TiO2 and ZnO nanoparticles on physical and mechanical properties of normal concrete | |
| Al-Najjar et al. | Physical and chemical actions of nano-mineral additives on properties of high-volume fly ash engineered cementitious composites | |
| US3232777A (en) | Cementitious composition and method of preparation | |
| US4505753A (en) | Cementitious composite material | |
| GB2131409A (en) | Concrete additive admixture containing microsilica and concrete produced therewith | |
| US5843216A (en) | Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith | |
| WO1992018434A1 (en) | Low heat building cement composition | |
| HU217409B (hu) | Fokozott tartósságú, kovasavhamut tartalmazó cementtermékek | |
| De Larrard | Ultrafine particles for making very high performance concretes | |
| US5122191A (en) | Admixture and cement composition using same | |
| US4168985A (en) | Binding agent based on cement clinker | |
| US20090064899A9 (en) | Microsilica materials with improved pozzolanic activity | |
| HU200511B (en) | Cement klinker-based, stabilized binding material composition free from rock gypsum | |
| US4888058A (en) | Silica fume slurry | |
| JPH07267697A (ja) | 水硬性組成物 | |
| El-Didamony et al. | Behavior of delayed addition time of snf superplasticizer on microsilica-sulphate resisting cements | |
| JPH013040A (ja) | セメントの混和材及びセメント組成物 | |
| US5275652A (en) | Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith | |
| JPH10330135A (ja) | セメントクリンカー及びセメント組成物 | |
| JP2000096051A (ja) | 土質改良用固化材 | |
| Hosseini et al. | Study of compress strength and time setting of concrete by additives of silica fume and nano silica | |
| JPH11199285A (ja) | 急硬材及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| HU90 | Patent valid on 900628 | ||
| HMM4 | Cancellation of final prot. due to non-payment of fee |