NO151359B - Hydraulisk sementblanding - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår hydraulisk sementblanding med tilsetninger, f.eks. slike hydrauliske sementblandinger som hydrauliske sementbetonger, mørtler, injiserings-mørtler, pussesementblandinger, ikke-plastiske sement- eller betongblandinger, samt tørrblandinger for fremstilling av slike betonger, mørtler og injiseringsmørtler.

Nevnte tilsetninger brukes bl.a. for å oppnå en redusert vanntilsetning, forbedret trykkstyrke og en forsinket herdning av sementblandingene. Videre kan man oppnå større trykkstyrke når man bruker reduserte vannmengder i hydrauliske sementblandinger, hvorved man ofte oppnår en reduksjon av vannbehovet samtidig som trykkstyrken øker. Forsinkende midler forsinker selve den kjemiske hydratiséringsprosessen slik at betongen blir plastisk og bearbeidbar i lengre tid enn det som er vanlig.

Blant de stoffer eller materialer som vanligvis brukes for å få redusert vanntilsetningen og bedret den angitte trykkstyrken,

og som ofte virker som forsinkende midler, er lignosulfonater såsom kalsiumlignosulfonat, salter av hydroksykarboksylsyrer, sukkere såsom glucose (dekstrose), maltose, sucrose, fruktose og lignende, samt høypolymeriserte polysakkarider såsom dekstriner.

Blandinger som har forsinkende egenskaper på herdningen kan brukes som sådan, f.eks. for å forsinke herdningen av sementen under vanskelig plasering, d.v.s. plasering som krever at sementen bør være i en plastisk tilstand lengere enn det som er normalt for å unngå en forønsket akselerasjon under f.eks. varmt vær. Hvis slike forsinkende midler også gir bedret trykkstyrke, så vil denne bedrede trykkstyrke være en ekstra fordel.

Videre blir additiver eller blandinger ofte brukt i kombinasjoner for å oppnå visse resultater eller unngå visse vanskeligheter, f.eks. når blandingen ellers ikke gir tilstrekkelig trykkstyrke eller hvor f.eks. herdningen går for raskt. For å unngå eller å rette på uønskede eller utilstrekkelige effekter, f.eks. en for sterk forsinkelse, så kan man bruke akseleratorer, såsom kalsiumklorid og trietanolamin, som øker hydratasjonshastigheten og gir rask styrke på betongen. Det er således ønskelig med blandinger som kan brukes i kombinasjon med andre blandinger.

Det er velkjent innen betongteknikken at noen men ikke alle planteavledede produkter og karbohydrater er fordelaktige i sement- eller mørtler når de brukes i små mengder i plastiske blandinger. Noen av disse produkter, såsom melasse, som fremstilles av sukkerrør eller sukkerbeter, kan også klas-sifiseres som enkle sukkere. Således beskriver f.eks. US patent nr. 2,311,290 bruken av mørk melasse i mengder på fra 0,01 til 0,1$ basert på vekten av betongen. US patent 3,432,316 beskriver en brukbar blanding for sement og betongblandinger, og hvor nevnte blanding er basert på bruken planteavledede produkter, nemlig en del av tobakksplanten såsom vandige ekstrakter og finfordelte deler av tobakksplanten. Nevnte patent resulterte i en blanding som gir en fordelaktig økning i trykkstyrken i den herdnede betongblandingen0

Videre er det kjent forskjellige stoffer for å bedre styrken på betong og mørtel som er høypolariserte polysakkarider, f.eks. dekstriner. Polysakkaridene har mindre forsinkende egenskaper på sementhydratiseringen enn enkle sukkere, og de kan brukes uten at man får en sterk hemming av herdningen.

US patent 3,432,317 beskriver bruken av sakkaridpoly-merer sammensatt av glucoseenheter varierende fra tre til fem-ogtjue glucoseenheter, som additiver for sementblandinger. Det er beskrevet at glucosakkaridene har mer fordelaktige effekter enn høypolymeriserte polysakkarider og andre depolymeriserte produkter. Skjønt en slik blanding som beskrevet i patent nr. 3»^32,317 kan virke tilfredsstillende som et middel for å øke trykkstyrken i sementer, betonger og mørtler, så kan imidlertid lett oppstå situasjoner hvor nevnte materialer ikke er tilgjengelig slik at det er ønskelig med andre blandinger som gir de samme ønskelige effekter.

Problemet med vanskelig forsyningsgrad er også kjent

i forbindelse med andre additiver og blandinger. Øket behov kan gjøre enkelte blandinger uoppnåelige. Lignosulfonater f.eks. er ikke så lett tilgjengelig som de en gang var på grunn av bl.a. et økende krav med hensyn til utslipp av nevnte forbindelser, slik at lignosulfonatene nå blir forbrukt der hvor de produseres uten rensning. Videre vil sukkere og dekstriner være underkastet sterke svingninger på grunn av spekulasjon og variable innhøstningsforhold, slik at de lett kan bli relativt kostbare og fra tid til annen meget vanskelig oppnålige.

På grunn av den stadige økende prisen på energi, er det ønskelig i tillegg til å finne alternative additiver og blandinger som sådan, å finne slike additiver og blandinger som krever en minimal eller redusert mengde energi for å kunne fremstilles.

Det er således behov for alternative additiver eller blandinger som kan tilsettes hydrauliske sementblandinger som vil gi bedret trykkstyrke eller kan brukes for å regulere herdningshastigheten på de resulterende sementprodukter, uten at de gir skadelige effekter i de hydrauliske blandinger.

I foreliggende oppfinnelse betyr begrepet "hydraulisk sement" alle sementsammensetninger som er i stand til å bli harde og herdende ved tilsetning av vann, såsom Portland-sement, sulfatresistent sement, ovnssement, pozzolansement, høy-aluminiumoksydsement, ettersom additivet som benyttes i foreliggende oppfinnelse kan tilsettes alle disse typer sementblandinger. Den foretrukne anvendelse av foreliggende additiv

er imidlertid i Portland-sementblandinger. Med begrepet "Portland-sement" forstås alle sementsammensetninger som har et høyere inn-hold av trikalsiumsilikat og følgelig kan defineres som Portland-sement eller, kjemisk lik eller analog Portland-sement ifølge den beskrivelse som er angitt i ASTM C 150-74. Portland-sement inn-befatter her således sementer hvor det er tilsatt askepartikler av den type som fremstilles i varmekraftverk, pozzolanaslagg fra støpeovner eller blandinger av nevnte partikler eller slagg, som ofte tilsettes Portland-sement og som resulterer i en sement av Portland-typen.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det tilveiebragt en hydraulisk sementblanding med forøket trykkfasthet i herdet tilstand, omfattende hydraulisk sement, aggregat i en mengde på 0-80 vekt-% beregnet på totalvekten av tørr sement og aggregat, samt additiv, og denne sementblanding er kjennetegnet ved at additivet utgjøres av oppdelte, rå eller røstede Johannesbrød-belger, med eller uten bønner, ekstrakter av disse belger eller bønner, eller kombinasjoner derav, fra.Johannesbrødtreet (Ceratonia Siliqua) og er til stede i en mengde på 0,01-

0,25 vekt-% beregnet på sementens vekt.

Det er ifølge foreliggende oppfinnelse foretrukket at additivet er til stede i en mengde pa 0,01 — 0,1 vekt — %, fortrinnsvi s 0,01 —

0,05 vekt-%, beregnet på sementens vekt. Videre er det ifølge oppfinnelsen foretrukket at ekstraktet utgjøres av vandig ekstrakt oppnådd ved blanding av et vandig oppløsningsmiddel, slik som vann, syrer eller baser og rå eller røstede Johannes-brødbelger med eller uten bønner eller kombinasjoner derav,

og fraskilling av den uoppløselige resten av det vandige ekstrakt.

Ved å bruke det ovenfor definerte additiv oppnår man verdifulle egenskaper i de hydrauliske sementblandingene, hvilket resulterer i produkter med forbedret trykkstyrke sammenlignet med tilsvarende blandinger fremstilt uten nevnte additiv. Videre når nevnte additiv brukes i variasjonsområder fra 0,01 til 0,1 vekt-%, så frembringer dette ingen skadelige effekter på sementblandingens herdningstid, additivet kan videre brukes som et forsinkende middel som sådan, ettersom man kan oppnå en relativt høy grad av forsinket herding når middelet brukes innenfor de nevnte variasjonsområdet samtidig som man oppnår en forbedring av trykkstyrken på den herdnede blandingen.

Den hydrauliske sementblanding kan være av Portland-typen eller av høyaluminiumoksydsementtypen inneholdende nevnte additiv, hvilket øker trykkstyrken på blandingen når denne er herdnet, og på en fordelaktig måte forsinker herdningshastigheten på sementblandingen.

Johannesbrødtreet, Ceratonia Siliqua, dyrkes kommersielt i tropisk Amerika;* Afrika og i Middelhavsområdet. Treets frukt er en lang flat belg, ca, 15 til 30 cm lang og ca. 2,5 cm bred, og den inneholder mange frø som er omgitt av en séto bløt masse som ei- spiselig. Frukten og/eller frøene eller bønnene blir vanligvis kalt Johannesbrød eller Johannesbønner. Ekstrakter fra bønnene er blitt brukt som emulgeringsmiddel.

Johannesbrød er kommersielt tilgjengelig i mange former, såsom hele, rå eller tørkede belger hvorfra frøenéo eller bønnene er blitt fjernet, som hele, røstede og bønnefri belger, som rå eller røstede bønner, som kombinasjoner av bønner og belger eller i en viss oppdelt form, vanligvis slik at stykkene er fra 0,3 til 1,3 cm tykke og fra 1,3 til 1»9 cm lange, eller som Johannesmel som er finmalte frukter enten disse er tørket eller røstet. Det er i foreliggende oppfinnelse ingen kritiske krav med hensyn til hvilken del av frukten man anvender eller i hvilken form. Man kan således bruke rå eller røstede Johannesfrukter med eller uten frø eller kombinasjoner av slike.

Rå belger er belger med eller uten frø som er luft-tørket men ellers ubehandlet. En analyse av en slik ubehandlet tørket belg som kan anses å være typisk for denne type produkt, angir et fuktighetsinnhold varierende fra lk til 16 vekt-$. Med begrepet "røstet" forståes vanligvis en prosess hvor de

rå belgene med eller uten frø, blir tilstrekkelig oppvarmet i tilstrekkelig lang tid til at de får visse ønskelige egenskaper før de markedsføres. Røstingstrinnet er ikke kritisk i foreliggende oppfinnelse, men røstede Johannesbrødbelger er kommersielt tilgjengelige og kan således lett brukes i foreliggende oppfinnelse. Selve røstingsbetingelsene vil være avhengig av hvor selve røstingen er utført og hvilken del av frukten som er røstet.

I foreliggende oppfinnelse blir frukten av Johannes-brødtreet, Ceratonia Siliqua, tilsatt hydrauliske sementblandinger såsom Portland-typesementblandinger og mørtler, høy-aluminiumoksydsementblandinger og betonger, mørtler og inji-seringsmørtler, pussesementblandinger, ikke-plastiske sementblandinger og tørrblandinger for fremstilling av slike betonger, mørtler og injiseringsmørtler i tilstrekkelig mengde til å øke trykkstyrken på den herdnede blandingen. Tilsetningen eller additivet brukes som nevnt i små mengder på 0,01-0,25 vekt-% basert på vekten av sementen, fortrinnsvis 0,01-0,1 vekt-% basert på vekten av sementblandingen. Det mer foretrukne området er 0,01-0,05 vekt-% basert på vekten av sementblandingen.

Frukten av Johannesbrødtreet kan brukes i foreliggende blandinger som frukten i seg selv eller som et ekstrakt av frukten eller som en kombinasjon av de to. I et hvert tilfelle får man en økning av trykkstyrken på den herdnede blandingen.

Nevnte additiverilcan videre brukes som forsinkende midler ettersom de forsinker sementblandingenes herdningstid uten at man skadelig påvirker trykkstyrken på den herdnede blandingen.

Ekstraktene av Johannesbrødet består av de deler av frukten som er oppløselig i ett eller flere spesielle oppløs-ningsmidler. Normalt og hensiktsmessig vil oppløsningsmidlet være et vandig system, men kan innbefatte alkaliske, nøytrale og sure vandige systemer og vil i hydrauliske sementblandinger såsom Portland-sementmørtler og betonger eller injiseringsmørt-ler, gi de effekter som er nevnt ovenfor, skjønt man kan bruke andre oppløsningsmidler såsom alkoholer og lignende. Det tør være innlysende at den kjemiske sammensetningen på ekstraktene vil variere noe avhengig av ekstraksjonsbetingelsene, men de kjemikalier som inngår er så komplekse at det ikke er mulig å

gi en full og hel oversikt over de enkelte bestanddeler. Materialer eller stoffer ifølge foreliggende oppfinnelse kan således

best defineres med hensyn til de effekter de gir i betonger og mørtler.

Ekstrakter av Johannesbrødet kan fremstilles ved at man rører sammen selve frukten og et oppløsningsmiddel såsom vann eller en oppløsning (vanligvis vandig) av en syre eller et alkali eller et annet oppløsningsmiddel, hvoretter man filtrerer eller på annen måte fjerner fra den resulterende blanding de uoppløselige deler av frukten. Johannesbrødet som skal ekstra-heres blir fortrinnsvis malt slik at man øker overflatearealet og gjør ekstraksjonen mere effektiv. Videre vil oppmalingen av plantematerialet bli mer effektiv hvis det på forhånd er tørket, men dette er ikke kritisk i foreliggende oppfinnelse. Ettersom tørkede rå Johannesbrød er kommersielt tilgjengelig, vil dette være et hensiktsmessig utgangsmateriale for fremstilling av ekstraktene.. Under svake ekstraksjonsbetingelser kan deler av Johannesbrødet bare kombineres med vann ved romtemperatur i

et åpent kar. Røring kan brukes for å øke kontakten mellom opp-løsningsraidlet og frukten. For å få en sterkere ekstraksjon kan vannet eller en vandig oppløsning oppvarmes til vannets kokepunkt, og en hensiktsmessig anordning i så henseende er et kar utstyrt med en kjøler med tilbakeløp, slik at ekstraksjonen kan utføres uten tap av væske. Videre kan man bruke enda sterkere ekstraksjonsbetingelser hvor man bruker temperaturer opp til 180°C eller høyere^ og man må da bruke en lukket reaktor, f.eks. en trykk-koker, fortrinnsvis med anordninger for kontin-uerlig røring og apparater for å måle trykk og temperatur.

Hvis man bruker et oppløsningsmiddel som er forskjellig fra nøytralt vann under ekstraksjonen, kan den forønskede oppløs-ningen fremstilles ved å tilsette vanlige og rimelige syrer, såsom sulfaminsyre, svovelsyre, saltsyre eller salpetersyre, eller et vanlig kjent og rimelig alkali, f.eks. natriumhydroksyd. Man kan bruke variable konsentrasjoner av nevnte midler, f.eks. opptil 1 vekt-$. Det kan brukes varierende mengder av Johannesbrød i den vandige fase, men et vektforhold på fra 5

til 35 $ plantemateriale til væske gir produkter som lett kan la seg filtrere eller tilsettes sementblandinger hvis det er ønskelig å bruke produktet uten filtrering.

Enten man bruker et filtrat eller det totale produkt

i en sementblanding, så vil konsentrasjonen av oppløselige for-

bindelser i væsken være avhengig av konsentrasjonen på den opprinnelige utgangsoppslemming samt ekstraksjonstemperaturen. Hvis man f. eks. bruker en 10$'s utgangsoppslemming av plantematerialet på tørrvektsbasis, " så kan man typisk oppnå fra 50 til 90 vekt-% oppløselige forbindelser i væskefasen. Når man bruker det filtrerte ekstrakt er det hensiktsmessig å tilsette den opp-løsningen som en del av det normale vann man bruker under fremstillingen av betongblandingen, slik at det ikke er nød-vendig med noe fordampning eller konsentrasjon. Hvis man imidlertid konsentrerer ekstraktene så vil dette lettere gjøre at man kan utporsjonere den samme dosafcsom vil gi den samme effekt hver gang.

Når man bruker fast Johannesbrød som sådan, så kan dette tilsettes den hydrauliske sementblanding, fortrinnsvis ved at frukten tilsettes en del av det blandevann som brukes for å blande den hydrauliske sementen og aggregatet. Additivet kan imidlertid også brukes som en del av tørrsementblandingen eller på en annen hensiktsmessig måte.

Med begrepet aggregat forståes både fine aggregater såsom sand, samt grovere aggregater såsom knust stein eller grus. For fremstilling av mørtler vil aggregatet vanligvis være sand eller finere aggregater som oppfyller de krav som er angitt i ASTM standard C-33» For fremstilling av betong vil aggregatene vanligvis være sand eller andre fine aggregater samt knust stein, grus eller annet grovt aggregat slik det er angitt i ASTM standard C-33» Den nøyaktige størrelse, renhet, kvalitet og mengde samt variasjonen på partiklene vil være avhengig av mørtlen eller betongens bruk og forønskede egenskaper. Vanligvis vil størrelsen på det fine aggregatet ligge i området fra +4 mesh til -lOOmesh, mens størrelsen på det grove aggregatet kan ligge i området fra 7»6 cm til h mesh. Det grove aggregatet vil vanligvis være av mineralsk opprinnelse såsom ren grus eller knust stein, men kan i visse tilfeller i det minste delvis bestå av findelt metallisk materiale såsom jernspon, slagg eller annet fabrikkert aggregat.

For bruk i tørre mørtelblandinger vil mengden av finaggregat til sement ligge i området fra 25 til 75 vekt-$ basert på vekten av sementblandingen noe avhengig av aggregatets type og blandingens ønskede egenskaper. For tørre sementblandinger vil fine og grove aggregater ligge, i området fra 20 til 80 vekt-% av blandingen og 5 til 60 vekt-^ av blandingen henholdsvis, avhengig av blandingens bruk og ønskede egenskaper.

Både i mørtler og sementer må man tilsette tilstrekkelig vann til at man får en hydraulisk herding av sementen

samtidig som man får en tilstrekkelig konsistens. Vannmengden vil vanligvis variere fra 20 til 60 vekt-% av sementen i blandinger for mørtler, og fra 25 til' 70 vekt-% av sementen i blandinger som skal brukes for fremstilling av betong. Den nøy-aktige vannmengde vil være avhengig av sementblandingens bruk såvel som aggregatet som brukes i blandingen.

For å illustrere de fordelaktige effekter man kan oppnå ved hjelp av foreliggende oppfinnelse, ble det fremstilt vanlige sementblandinger, mer spesielt betongblandinger og disse ble sammenlignet med blandinger hvor man hadde tilsatt Johannesbrød i forskjellige former og mengder. Den samme type sement ble brukt' i hver blanding, og mengden og type av aggregat var i alt vesentlig det samme. En tilstrekkelig vannmengde ble tilsatt hver blanding for å gi en hydraulisk herding av sementblandingen og for å gi sementblandingen som i alt vesentlig hadde den samme konsistens. I tillegg til dette og for ytterligere å illustrere oppfinnelsen, ble det utført sammen-ligninger med et glucosakkarid av den typen som er angitt i US patent nr. 3»^32,317• ettersom sakkarider er kjent som for-bedrende additiver.

De resultater som er vist i tabell I illustrerer bruken av Johannesbrød i form av Johannesmel i type I Portland-sementblandinger for fremstilling av betong. Johannesmelet var et kommersielt tilgjengelig vanlig lagerprodukt og bestod av et malt mel av modne belger av Ceratonia Siliqua (Johannesbrød-tre) . Mengden sement i blandingen var vanligvis 5 US sekker pr. 0,76 m betong (en US sekk sement veier 42,7 kg), og forholdet fin-aggregater til grovaggregater var 0,49i og konsistensen på betongen var slik at den hadde en slump varierende fra 8,3 til 9,5 cm. Det fremgår tydelig at bruken av et Johannesmel resulterte i en øket trykkstyrke i forhold til tilsvarende blandinger uten additivet. Ved høyere doser resulterte en tilsetning av Johannesmel i en svak forsinkning av herdningstiden. En sammenligning med glucosakkaridadditivet viser at Johannesmelet ga tilsvarende eller høyere trykkstyrke og en sammenlignbar for-sinking med hensyn til herdningstiden ved en sammenligning med vanlig betong.

Resultatene i tabell II viser bruken av andre former og typer av Johannesbrød, såvel som doser som ligger i den øvre del av variasjonsområdet, i Portland-sementbetongblandinger av type I. Mengden av sement i blandingen var ca. 5 US sekker pr. 0,76 m betong, og finaggregatet i forhold til grovaggregatet var 0,48 og betongens konsistens var slik at den hadde en slump varierende fra 8,3 til 10,2 cm. I alle de blandinger som er angitt i tabell II var utgangsmaterialet enten "rå Johannesbrød", d.v.s. opprevede, rå, tørkede belger av Johannesbrød, og frag-mentene hadde en dimensjon på 0,3 til 0,6 cm i tykkelse, ca. l,9cm brede og ca. 1,9 cm lange. Det midlere fuktighetsinnholdet var 15,1 vekt-% og var i alt vesentlig fritt for bønner, og var kommersielt tilgjengelig. I andre tilfeller brukte man "røstet Johannesbrød", d.v.s. opprevede, røstede Johannesbrød hvor frag-mentenes dimensjoner på 0,3 cm i tykkelse, ca. 1,3 cm lange og ca. 1,3 cm brede, og det midlere fuktighetsinnholdet var 11,5%

og materialet var i alt vesentlig bønnefritt og var kommersielt tilgjengelig.

For å prøve både rått Johannesbrød og røstet Johannesbrød som additiver, ble nevnte Johannesbrød enten i rå eller i røstet tilstand malt slik at det gikk gjennom en US

nr. 100 mesh sikt, d.v.s. at partiklene hadde en diameter på 0,149 mm eller mindre, og nevnte pulver ble uten ytterligere behandling tilsatt betongblandingene som en vannsuspensjon idet man brukte suspensjonen som en del av vannet i betongblandingen.

Vandige ekstrakter ble fremstilt ved å blande 2 liter av et spesielt vandig oppløsningsmiddel (vann, 1 vekt-% sulfamin— syre og 1 vekt-% natriumhydroksyd som er angitt og illustrert som oppløsningsmidler) og 200 g rå eller røstet Johannesbrød som var malt slik at det kunne gå gjennom en US nr. 8 mesh sikt, Etter blanding i 1 time ble uoppløselige materialer fjernet ved filtrering og kastet. Vannekstraktene ble utført både ved rom-\ temperatur og trykk, og forhøyet temperatur og trykk, idet man kokte Johannesbrød og oppløsningsmidlet ved et trykk på 1,5 kg/ cm 2 og 120 oC. Nevnte trykk og temperatur er kun menst som en illustrasjon og ikke som en grense for oppfinnelsens anvendbar-het. Kokingen ble utført i en vanlig trykk-koker, men andre apparater kan også brukes for å oppnå høy temperatur og trykk.

.Sulfaminsyre og natriumhydroksydekstraktene ble også utført under forhøyet temperatur og trykk. Utbyttene ved de forskjellige ekstraksjoner på tørrvektsbasis er angitt i tabell IIIs

Det fremgår av tabell II at man ved å bruke en del av Johannesbrødet enten som sådan i finfordelt form eller som et ekstrakt, resulterer i øket trykkstyrke i forhold til tilsvarende blandinger uten additivet. Skjønt bruken av 0,25 vekt-% Johannesbrød resulterte i en relativt høy grad av retardasjon (enkelte ganger fra 6 til 8 timer lengere enn i de betong— blandinger som ikke inneholdt noe additiv), så vil bruken av nevnte mengde ikke desto mindre være fordelaktig ved at trykkstyrken på de herdnede sementblandinger slik dette er angitt etter 7 og28 døgn henholdsvis, var bedre enn i vanlige blandinger. Det skal bemerkes at økningen av Johannesbrødmengden vanligvis alltid tilsvarte en tilsvarende økning i trykkstyrken i de herdnede blandinger.

Noen spesifike blandinger ga resultater som ligger uten-for det normale, såsom blanding nr. 104 som resulterte i en akselerert herdningshastighet, men man antar at disse resultater ligger innenfor de normale grenser med hensyn til eksperimen-telle feil. Hvis man bruker mer enn 0,25 vekt-% Johannesbrød, var retardasjonen så stor (mer enn 2k timer) at sylindrene ble kastet uten at man utførte trykkstyrkeprøver etter 7 og 28 døgn. Skjønt man således foretrekker å bruke opptil 25 vekt-% Johannes-brød, så kan mengder på utover 0,25% i visse tilfeller kunne brukes i de tilfeller hvor det er ønskelig med en sterkt forsinket herdning. Innenfor de foretrukne områder fra 0,01 til 0,1 vekt-% og 0,01 til 0,05 vekt-% basert på vekten av sementen, kan sementblandingens trykkstyrke økes uten at man i vesentlig grad øker mengden av medført luft„ Ved sammenligning med et glucosakkarid, ga bruken av Johannesbrød sammenlignbare resultater.

Resultater som er angitt i tabell IV illustrerer bruken av helt Johannesbrød, d.v.s. både belgen og frøene, såvel som kombinasjoner av Johannesbrød og trietanolamin, og hvor sistnevnte er en velkjent akselerator. Videre ble det utført sammenlignin-ger mellom Johannesbrød og to kjente retardasjonsmidler, nemlig et glucosakkarid av den typen som er angitt i US patent 3»^32,317» samt kalsiumlignosulfonat.

Det Johannesbrødadditiv som ble brukt var et vannekstrakt fremstilt ved å slå sammen to liter vanlig vann og 200 g Johan-nesbrød som på forhånd var malt slik at det gikk gjennom en US nr. 8 mesh sikt, i en trykk-koker som ble oppvarmet til

120°C og et trykk på 96,5 kPa i ca. 1 time. Etter at varmen var slått av og trykket falt ned på et normalt nivå ble blandingen filtrert og residuumet kastet. Utbyttet var 70% på tørrvekts-basis. Det anvendte Johannesbrød var hele rå frukter og inn-befattet således både belgen og frøene, og produktet haddet et fuktighetsinnhold på 22,6 vekt-%.

Vannekstraktet av helt Johannesbrød ble så brukt i

to Portland-sementblandinger av type I for fremstilling av betong. Sementene var de samme som ble brukt i de prøver som er angitt i tabellene I og II. Mengden av sement i blandingen var ca. 5 sekker pr. 0,76 m^ betong, og finaggregat til grovaggregatforholdet var 0,48, og konsistensen på betongen var slik at de hadde en slump varierende fra 8,3 til 9» 5 cm.

Det fremgår av resultatene i tabell IV at bruken av Johannesbrød som en tilsetning i betong ga fordelaktig økning av trykkstyrken i de herdnede betongblandinger såvel som en fordelaktig retardasjon av herdningshastigheten i blandingene sammenlignet med vanlige betongblandinger. Videre ga bruken av Johannesbrød resultater som lot seg sammenligne med de man fikk med kjente glucosakkarid- og kalsiumlignosulfonatblandinger. Videre fikk man ingen skadelige effekter når Johannesbrødbland-ingen ble brukt i kombinasjon med en kjent ekselerator (trietanolamin).

For videre å illustrere anvendbarheten av Johannes-brød i andre hydrauliske sementer, ble rå Johannesbrødbelger, d.v.s. malt (til 100 mesh i 1 mesh) og opprevede belger av Johannesbrød prøvet i begrensede doser i en kommersielt tilgjengelig høyaluminiumoksydsementblanding. Rå Johannesbrød-belger ble valgt som et eksempel på Johannesbrød og ble brukt i dsbser på 0,025 og 0,05 vekt-% basert på vekten av sementen. Den høyaluminiumoksydsementen som ble brukt var "CEMENT F0NDU"

som typisk består i vekt-% av 40% Al^O^» mindre enn 2% TiO^, 38% CaO, 11% Fe20^, 4% FeO og mindre enn 5% SiO.,, men man kunne også ha brukt andre aluminiumoksydsementer som er tilgjengelig, såsom "LUMNITE" og "REFCON". Sementblandingen bestod av en høyaluminiumsementblanding som inneholdt ca. 42,7 kg sement pr. m 3 betong, og finaggregat til grovaggregatforholdet var 0,471 og betongen hadde en konsistens som ga en slump varierende fra 8,9 til 9»5 cm. Resultatene som er angitt i tabell V og som for hensiktsmessighets skyld bare viser trykkstyrken etter ett og etter syv døgn henholdsvis, viser at Johannesbrød kan brukes i høyaluminiumoksydsementer for å øke trykkstyrken på den herdnede betongblandingen. Det faktum at Johannesbrød ga en retardasjon med hensyn til herdningshastigheten, for nevnte høyalu-miniumoksydsementblanding betyr at Johannesbrødfrukten også kan

brukes som et retardasjonsmiddel som sådan i høyaluminium-sement såvel som i Portland-typesement,

Det ligger innenfor foreliggende oppfinnelse at man

i sementblandinger fremstilt som det er beskrevet her, også kan bruke andre additiver av den type som normalt brukes under fremstilling av sement og betong. Slike andre additiver kan f.eks. være luftmedføringsmidler, luftutelukkingsmidler, pozzo-lanisk materiale, askepartikler, farvestoffer, vannavstøtende midler, akseleratorer etc. Johannesbrød kan brukes i samband med en kombinasjon av slike sementadditiver for å gi en for-ønsket forandring av de fysiske egenskaper i den fremstilte betong.

Det ligger også innenfor den foreliggende oppfinnelse at Johannesbrød kan brukes sammen med andre kjente retardasjonsmidler, såsom lignosulfonater, sukkere, glucosakkarider og lignende, eller kombinasjoner av slike, for å oppnå en forbedring med hensyn til trykkstyrken på den herdnede blandingen. Johannesbrød og nevnte kjente retardasjonsmidler kan også brukes sammen med vanlige akseleratorer slik disse er nevnt ovenfor, og som vist ved resultatene i tabell IV, for å oppnå en forønsket kombinasjon av effekter.

Claims (3)

1. Hydraulisk sementblanding med forøket trykkfasthet i herdet tilstand, omfattende hydraulisk sement, aggregat i en mengde på 0-80 vekt-% beregnet på totalvekten av tørr sement og aggregat, samt additiv, karakterisert ved at additivet utgjøres av oppdelte, rå eller røstede Johannesbrødbelger, med eller uten bønner, ekstrakter av disse belger eller bønner, eller kombinasjoner derav, fra Johannesbrødtreet (Ceratonia Siliqua) og er til stede i en mengde på 0,01-0,25 vekt-% beregnet på sementens vekt.

2. Hydraulisk sementblanding ifølge krav 1, karakterisert ved at additivet er til stede i en mengde på 0,01-0,1 vekt-%, fortrinnsvis 0,01-0,05 vekt-%, beregnet på sementens vekt.

3. Hydraulisk sementblanding ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at ekstraktet utgjøres av vandig ekstrakt oppnådd ved blanding av et vandig oppløsnings-middel, slik som vann, syrer eller baser og rå eller røstede Johannesbrødbelger med eller uten bønner eller kombinasjoner derav, og fraskilling av den uoppløselige resten fra det vandige ekstrakt.