NO166033B - Ikke-ekspansiv, hurtigstivnende sement og herdet produkt derav. - Google Patents
Ikke-ekspansiv, hurtigstivnende sement og herdet produkt derav. Download PDFInfo
- Publication number
- NO166033B NO166033B NO85852955A NO852955A NO166033B NO 166033 B NO166033 B NO 166033B NO 85852955 A NO85852955 A NO 85852955A NO 852955 A NO852955 A NO 852955A NO 166033 B NO166033 B NO 166033B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cement
- approx
- alumina
- hydraulic
- ettringite
- Prior art date
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims description 75
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 42
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 31
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 claims description 25
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims description 25
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims description 20
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims description 13
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 13
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 claims description 11
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims description 8
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 claims description 7
- 230000036571 hydration Effects 0.000 claims description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 25
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 13
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 11
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 11
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 9
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N Formaldehyde Chemical compound O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 9
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 9
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 8
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 8
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 5
- UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N Naphthalene Chemical compound C1=CC=CC2=CC=CC=C21 UFWIBTONFRDIAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 3
- -1 calcium aluminates Chemical class 0.000 description 3
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 239000011412 natural cement Substances 0.000 description 3
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 240000003834 Triticum spelta Species 0.000 description 2
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 description 2
- 239000011324 bead Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- CZBZUDVBLSSABA-UHFFFAOYSA-N butylated hydroxyanisole Chemical compound COC1=CC=C(O)C(C(C)(C)C)=C1.COC1=CC=C(O)C=C1C(C)(C)C CZBZUDVBLSSABA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 2
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000004794 expanded polystyrene Substances 0.000 description 2
- 230000004720 fertilization Effects 0.000 description 2
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 2
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 2
- 239000004088 foaming agent Substances 0.000 description 2
- 239000008262 pumice Substances 0.000 description 2
- AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N sulfur trioxide Chemical compound O=S(=O)=O AKEJUJNQAAGONA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M Bisulfite Chemical compound OS([O-])=O LSNNMFCWUKXFEE-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 239000005909 Kieselgur Substances 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 229910052925 anhydrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000021053 average weight gain Nutrition 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 230000001413 cellular effect Effects 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000011405 expansive cement Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N melamine Chemical compound NC1=NC(N)=NC(N)=N1 JDSHMPZPIAZGSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical group O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 1
- 239000010451 perlite Substances 0.000 description 1
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 description 1
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
- 239000010454 slate Substances 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000000 sodium salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 238000012430 stability testing Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M sulfonate Chemical compound [O-]S(=O)=O BDHFUVZGWQCTTF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 description 1
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 description 1
- 229920003169 water-soluble polymer Polymers 0.000 description 1
Description
Denne oppfinnelse angår en ikke-ekspansiv, ettringitt-dannende hydraulisk sement som danner et sementholdig produkt som er resistent mot karbondioksyd-angrep, er stabil ved høye temperaturer og har en høy tidlig-styrke.
Videre angår oppfinnelsen et ikke-ekspandert, ettringitt-inneholdende sementprodukt.
En beskrivelse av sementteknologi egnet for forståelse
av den foreliggende oppfinnelses bakgrunn kan finnes i Scientific American, april 1964, s. 80 - 90; Kirk-Othmer's Encyclopedia of Chemical Technology, 2d ed., Vol. 5, s. 684 - 710 (1964); og ACI Journal, august 1970, s. 583 - 610. De følgende forkortelser for
de brysomme formler for sementforbindelser vil bli anvendt i det foreliggende i overensstemmelse med den alminnelige praksis i sementindustrien:
C representerer kalsiumoksyd (CaO)
A representerer aluminiumoksyd (A^O-j)
H representerer vann (f^O)
S representerer svoveltrioksyd (SO^)
Ettringitt er således C3A(CS)3<H>32.
Uttrykket "hydraulisk sement" slik det anvendes i det foreliggende vil forstås å innbefatte hvilken som helst sement som har den egenskap at den herdner under vann, eksempelvis Portlandssement, blandinger av Portlandssement og høy-aluminiumoksyd-sement, blandinger av Portlandssement og masovnsslagg og lignende materialer. Uttrykket "betong" anvendes for å betegne en blanding av hydraulisk sement, tilslagsmateriale og vann hvilken herdner under dannelse av en hard masse. Uttrykket "mørtel" anvendes i det foreliggende for å betegne en blanding av hydraulisk sement, fint tilslagsmateriale og vann.
Armerte sementholdige paneler er allerede kjent. U.S.-patent nr. 3 284 980 (Dinkel) beskriver et for-støpt, lett-vektsbetongpanel med en cellulær kjerne, et tynt lag med høy densitet på hver side og et lag av fibernettverk innleiret i hvert av lagene med høy densitet. De sementer som angis å være brukbare, er eksemplifisert ved Portlandssementer, meget tid-
lige sementer, aluminiumoksydsementer, naturlige sementer, etc.
Clear beskriver i U.S. patent 4 203 788 en kontinuerlig frem-gangsmåte til fremstilling av de paneler som er beskrevet av Dinkel. Clear gjør oppmerksom på at bøyning av det uherdede panel bevirker at de forskjellige lag forskyves i forhold til hverandre og separeres, hvorved panelets helhetlighet øde-legges og dets styrke reduseres. Formnings-, kutte- og stablings-operasjoner hos Clear er alle utformet for å minimalisere bøy-ning av det uherdede panel.
I U.S.-patent nr. 4 159 361 beskriver Schupack en ar-mert panelkonstruksjon som har en enhetlig, ikke-segmentert kjerne laget av en sementholdig blanding. Det angis at hvis det anvendes en hurtigherdningssement, kan panelet herdes i det fri på ca. 30 minutter; "stabel-støpingen" av individuelle paneler, den ene oppå den annen etter at hvert panel har undergått en begynnelsesherdning, indikerer imidlertid at håndtering av de uherdede paneler skal unngås.
Hurtigherdningssementef og sementer med høy tidlig-fasthet er velkjente. Spackman et al. lærer i U.S.-patent nr.
903 019 at tilsetning av fra2til20% kalsiumaluminat, fra 1
til 3% kalsiumsulfat og fra 5 til 20% hydratisert kalk til naturlig sement eller blandinger av naturlig sement og Portlandssement gir en sement med høyere strekkfasthet uansett alder.
I U.S.-patent nr. 3 775 143 angir Mikhailov et al at
en blanding av 62% Portlandssement, 20% aluminiumoksydsement,
14% gips og 4% kalk gir en betong med en trykkfasthet på 34,13 MPa (4950 p.s.i.) etter en dag og 44,82 MPa (6500 p.s.i.) etter 28 dager.
Chervenka et al lærer i U.S.-patent nr. 3 997 353 at en sement omfattende fra 4 5 til 70% Portlandssement, fra 25 til 45% ytterligere kalsiumaluminat, fra 5 til 20% kalsiumsulfat utvikler en trykkfasthet på minst 6,9 MPa (1000 p.s.i.) i løpet av to timer eller mindre. En mengde fri kalk større enn 2% av vekten av Portlandssementen angis å være skadelig.
Deets et al beskriver i U.S.-patent 3 861 929 en re-gulert ekspansiv sement inneholdende Portlandsseitieht, en mengde av kalsiumaluminatsement lik ca. 2 - 17% av vekten av Portlandssementen, og en mengde kalsiumsulfat ekvivalent med ca. 2 til 24% SO^ i overskudd over det optimale nivå for SO^ for den spesielle Portlandssement som anvendes. Den virkelige mengde av kalsiumsulfat som anvendes, hvis den optimale mengde SO^ var 3%, ville således være ca. 8,5 - 44,2% av vekten av Portlandssement. De 7-dagers trykkfastheter som rapporteres er mindre enn 29,7 MPa (4300 p.s.i.).
Galer et al lærer i U.S.-patent nr. 4 350 533 at den maksimale tidlige styrke av sementholdige materialer omfattende blandinger av høy-aluminiumoksyd-sement, gips og en kilde for tilgjengelig kalk oppnås når vekten av ettringitt dannet i de tidlige hydratasjonsstadier er lik fra ca. 40% til ca. 60% av vekten av pastaandelen (d.v.s. vann + sement) i materialet. Det hydrauliske sementpulver som danner ettringitten, omfatter fra ca. 18% til ca. 65% høy-aluminiumoksyd-sement, fra ca. 16% til ca. 35% kalsiumsulfat og fra ca. 3,5% til ca. 8,5% kalsiumoksyd. Avhengig av den kilde som velges for kalsiumoksydet, omfatter sementen fra 0% til ca. 65% Portlandssement og fra 0% til ca. 8,5% fremmed-kalk. Den tidlige styrke av betong fremstilt ut fra denne sement er riktignok høy, men det høye et-tringittinnhold gjør den ustabil ved høye temperaturer og ut-satt for nedbrytning av karbondioksyd.
En løsning på problemet med karbondioksyd-angrep på betonger inneholdende ettringitt frembys av Azuma et al i U.S.-patent nr. 4 310 358. Beregnede mengder av en ettringitt-forløper, gips og et sementmateriale valgt fra en gruppe be-stående av Portlandssement, masovnsslagg og blandinger av nevnte sement og nevnte slagg blandes og hydratiseres deretter for dannelse av et produkt omfattende et firekomponentssystem av ettringitt, gips, ettringittforløper og det herdnede produkt av sementmaterialet. Forholdet mellom dannet ettringitt og det tørre sementmateriale må være mellom 5:1 og 1:5 på vektbasis,
og forholdet mellom ettringittforløper og gips i startblandingen må være mellom 10:1 og 1:1 på vektbasis. Azuma et al lærer at en eldnings- og herdningsprosess må være påbegynt 4-8 timer etter at sementblandingen er formet til en artikkel. Eldningstemperaturen er ca. 80°C til 90°C, og prosessen utføres i en fuktig atmosfære i fra 6 til 48 timer.Ekspansjon av det formede produkt finner sted på grunn av den hurtige dannelse av ettringitt hvis eldningstemperaturen er lavere enn 80°C, men hastig-heten for dannelse av ettringitt er for lav ved en temperatur
på 90°C, ifølge Azuma et al.
Det er derfor fremdeles et behov for en ikke-ekspansiv hydraulisk sement som vil hydratiseres slik at den gir et sementholdig produkt som har en høy tidlig-styrke, men er resistent mot karbondioksyd-angrep og er stabil ved høye temperaturer. Det er et spesielt behov i sementplateindustrien for en hydraulisk sement som vil herdne hurtig og ha en høy tidlig styrke slik at sementplaten kan produseres på en høy-hastighets, kontinuerlig produksjonslinje og ha en høy bruddfasthet som ikke forringes av karbondioksydet i luften eller ved eksponering for høye temperaturer, som i en brennende byg-ning.
Det er et formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe
en hydraulisk sement som vil stivne og utvikle styrke tilstrekkelig hurtig etter blanding med vann til å tillate produksjon av sementplater ved ca. 6 til ca. 45,6 lineære meter pr. minutt.
Det er et beslektet formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en hydraulisk sement som vil utvikle tilstrekkelig styrke under sementplateproduksjonen til å tillate kutting og håndtering av platen ca. 20 minutter etter hydratiseringen av sementen.
Det er et annet beslektet formål med denne oppfinnelsen
å tilveiebringe en hydraulisk sement som vil utvikle slik tidlig-styrke ved den begrensede dannelse av ettringitt med høy fasthet og likevel utvikle det meste av sin bruddfasthet fra hydratiserte kalsiumsilikater.
Det er et ytterligere formål med denne oppfinnelse å tilveiebringe en hydraulisk sementholdig blanding som utvikler høy tidlig fasthet og likevel er stabil ved høye temperaturer og er resistent mot å nedbrytes av karbondioksyd.
Oppfinnelsen angår en ikke-ekspansiv, ettringitt-dannende hydraulisk sement som danner et sementholdig produkt som er resistent mot karbondioksyd-angrep, er stabil ved høye temperaturer og har en høy tidlig-styrke, karakterisert ved at den omfatter fra 72% til 80% portland-sement, fra 14% til 21% høy-aluminiumoksydsement, fra 3,5% til 10% kalsiumsulfat og fra 0,4% til 0,7% hydratisert kalk, på vektbasis.
Den ettringitt-dannende hydrauliske sement ifølge oppfinnelsen vil etter hydratisering ved en temperatur på 18-66°C danne i det vesentlige all sin potensielle ettringitt i løpet av fra 5 minutter til 20 minutter etter blanding med vann, og danner et hurtigherd-nende sementprodukt som er resistent mot karbondioksyd-angrep,
er stabilt ved høye temperaturer og har en høy tidlig-styrke.
Høy-aluminiumoksyd-sement, også kjent som aluminatsement, har et Al^O^-innhold på ca. 36-42%. De viktigste forbindelser som er tilstede er noen kalsiumaluminater, først og fremst CA. Den mengde aluminiumoksyd som kan omdannes til ettringitt fra høy-aluminiumoksyd-sement på tilstrekkelig kort tid etter blanding med vann under oppnåelse av hurtigherdningsegenskaper, er først og fremst avhengig av den mengde meget fine aluminatpartikler som er tilgjengelig for oppløsning i blandevannet.
For at reaksjonen skal forløpe hurtig, må aluminationer være tilstede i den vandige fase av den sementholdige blanding. Reaksjonen mellom CA, C og CS under dannelse av ettringitt forløper hurtig når kontinuerlig metning av den vandige fase fremmes av nærvær av meget små aluminatpartikler og/eller krystaller dannet ved lave smeltetemperaturer. Således er en stor mengde av høy-aluminiumoksyd-sement som har en liten prosentandel av fine partikler, eller en liten mengde av sementen med en høy prosentandel av fine partikler ønskelig. Fornyet maling av høy-aluminiumoksyd-sementen til en høyere finhet tillater benyttelse av mer av aluminiumoksydet for dannelsen av ettringitt i løpet av en kort tidsperiode. Over-flatearealet av høy-aluminiumoksyd-sementen kan være fra ca. 3000, oftere 4000 cm 2 /g til ca. 9000 cm 2/g, målt ved Blaine-metoden. Mengden av høy-aluminiumoksyd-sement i sementpulveret ifølge denne oppfinnelse er fortrinnsvis fra 14% til 18%; en mer foretrukken mengde er fra 15% til 17%.
Mengden av kalsiumsulfat i den hydrauliske sement i hen-hold til denne oppfinnelse er den kontrollerende faktor ved dannelsen av ettringitt under hydratisering. Kalsiumsulfatet kan være i form av gips, hemihydratet, anhydritt eller synte-tisk CS. Da kalsiumsulfat er den mest oppløselige av reaktant-ene i hydratasjonsreaksjonene, er dens partikkelstørrelse ikke så særlig viktig for hydratasjonshastigheten. Hovedsaklig hele mengden av dette forbrukes. En foretrukken mengde av kalsiumsulfat er fra 4% til 8%. Mer foretrukket er mengden fra 5% til 7%. Forskjellige kvaliteter av gips, så som kalkgjødning og terra alba, kan anvendes, men en minimumsren-het på ca. 90% er ønskelig.
Portland sement av type III foretrekkes. Portland sement av type I kan anvendes, men styrken av en mørtel eller betong ved de intermediære aldre vil være lavere. Den foretrukne mengde av portland sement er fra 73% til 76%, spesielt fra 74% til 75%. Som med høy-aluminiumoksyd-sementen kan Blaine-verdiene for portland-sementen, gipsen og kalken være i området 3000-9000 cm 2/g. Et foretrukket omrade for portland-sementen er fra 5000 til 6000 cm<2>/g.
En foretrukket utforming av sementpulveret omfatter fra 0,5 til 0,7% lesket kalk. En spesielt foretrukket blanding av pulveret består hovedsaklig av ca. 74,8% portland-sement av type III, ca. 17% høy-aluminiumoksyd-sement, ca. 7,5% kalkgjødning (d.v.s. ca. 5,3% kalsiumsulfat) og ca. 0,65% lesket kalk.
Når sementplaten skal anvendes for innendørs fyllings-paneling, så som støtteplater for fliser, himlingspanel, eller som et underlag på gulv og lignende, er det ønskelig å anvende et lettvektig tilslagsmateriale som bidrar til å gjøre platen så lett som mulig, mens den bibeholder sin styrke. Lettvektige tilslagsmaterialer så som masovnslagg, vulkansk tuff, pimpstein og de ekspanderte former av skifer, perlitt, leire og vermi-kulitt kan også tilsettes til de sementholdige blandinger ifølge denne oppfinnelse. Ekspanderte polystyren-perler er også meget nyttige, likeledes kan skumningsmidler anvendes til å inneslutte luft i den herdnede mørtel. De sementholdige blandinger ifølge denne oppfinnelse kan imidlertid inneholde sand, grus og andre tyngre tilslagsmaterialer når man ønsker å fremstille andre gjenstander eller tunge sementplater til bruk ved bygging av påhengsvegger og lignende. Skjønt partik-kelstørrelsesfordelingen bør være heller bred for å unngå
tett pakking av tilslagsmaterialet, bør maksimumsstørrelsen av tilslagsmaterialet som anvendes ved sementplateproduksjonen, være ca. 1/3 av tykkelsen av platen. Vektforholdet mellom
mineraltilslagsmaterialet og sementpulveret er gjerne fra 0,9:1 til 6:1, men ved fremstilling av sementplater er det fortrinnsvis ikke høyere enn 3:1. Vektforholdet mellom masovnslagg og sementpulveret, f.eks., er fortrinnsvis fra 1:1 til 2:1.
De sementholdige blandinger ifølge denne oppfinnelsen innbefatter den hydrauliske sement, d.v.s. sementen, og de forskjellige betonger, mørtler og injiseringsmørtler som kan fremstilles derav. Vann/sementpulver-forholdet som anvendes ved blanding av de sementholdige materialer er gjerne fra 0,25:1 til 0,8:1 på vektbasis, men det er foretrukket å bruke et forhold på fra 0,3:1 til 0,5:1. Méngden av vann bestemmes i det minste delvis av hver av komponentenes affinitet for vann og av deres overflateareal. De sementholdige blandinger ifølge denne oppfinnelsen kan også inneholde puzzolanmaterialer så som flyveaske, montmorillonitt-leire, diatomé-jord og pumicitt. Mengden kan være så meget som ca. 25% av vekten av sementpulveret, men den er fortrinnsvis fra 5% til 20%. Flyveaskens høye vannbehov må tas i betraktning ved bestemmelse av den mengde som skal anvendes.
Ved støpemetoder hvor det er ønskelig å ha en hovedsaklig selv-utjevnende mørtel eller betong og likevel en som har et lavt vann/sement-forhold slik at det gir et sterkt, herdnet materiale, så som ved fremstilling av sementplater på et kontinuerlig vandrende transportørbelte, foretrekkes anvendelse av et vannreduserende middel, eller plastiseringsmiddel. Natri-umsaltet av sulfonsyren av et naftalen/formaldehyd-kondensa-sjonsprodukt som selges under handelsnavnene "Lomar D" og "Protex" er kjent som et super-plastiseringsmiddel. En vann-oppløselig polymer som fremstilles ved kondensasjon av melamin og formaldehyd og selges under handelsnavnet "Melment", er et annet eksempel på et superplastiseringsmiddel.
Ved fremstillingen av sementplater blir den hydrauliske sement ifølge denne oppfinnelse, vann, et tilslagsmateriale, så som masovnslagg, og de øvrige bestanddeler i mørtelen til-ført en kontinuerlig blander av mateanordninger kalibrert til å levere bestanddelene i de andeler som er beskrevet ovenfor. Temperaturen av blandevannet er fra 30 til 60°C, og temperaturen av mørtelen idet denne forlater blanderen er fra 18 til 43°C, fortrinnsvis ca. 32°C eller høyere.
Dannelsen av ettringitt er i det vesentlige fullstendig på fra 5 minutter til 20 minutter etter blanding ved
en mørteltemperatur på fra 18°C til 66°C. Den ende-
lige stivning av mørtelen, som i det vesentlige skyldes dannelse av ettringitt og C^AHg, finner sted på fra 9 til 25 minutter fra blandeøyeblikket. Fjerningen av 46 deler blandevann fra mørtelblandingen for dannelsen av hver 100 deler ettringitt forbruker hurtig en stor del av blandevannet og bevirker at mørtelen blir fast. Dette, i tillegg til dannelsen av C^AHg, bevirker den tidlige stivning av mørtelen. Den hurtige dannelse av ettringitt og C^AHg gir platen tidlig-styrke slik at den kan kuttes og stables etter så kort tid. Herdningen av de stablede plater fortsetter å utvikle varme. Når en 40 platers stabel av 12,7 mm tykke plater, dekket for å bevare en fuktig atmosfære, ble tillatt å stå i et rom med en omgivelsestemperatur på 14°C, nådde temperaturen i stabelen et maksimum på 96°C på ca.15 timer. Den således utviklede varme reduserer imidlertid ikke styrken av platen, fordi dannelsen av ettringitten er fullstendig før temperaturen begyn-ner å stige, og platens bruddfasthet forringes ikke hvis en liten mengde ettringitt spaltes ved maksimumstemperaturen.
De følgende eksempler illustrerer hydrauliske sementer ifølge denne oppfinnelse hvilke kan anvendes ved produksjon av sementplater. Alle deler er på vektbasis med mindre annet er angitt.
Eksempel 1
Et sementpulver inneholdende 75 deler portland-sement av type III, 19 deler høy-aluminiumoksyd-sement, 5,5 deler kalkgjødning (3,9 deler kalsiumsulfat) og 0,5 del lesket kalk ble blandet med 100 deler av en ekspandert masovnslagg,
35 deler kaldt vann og 1 del av et super-plastiseringsmiddel ("Lomar D"), og mørtelen ble støpt til 5,1 cm terninger. Gillmore-herdningstidene er 62 minutter (begynnelses-) og
108 minutter (slutt-). To charger av terninger, den ene som en kontroll og den andre for testing av varmestabilitet, ble støpt. Terninger bestemt for varmebehandling ble lagret ved romtemperatur i fuktig luft inntil varmebehandlingen ble påbegynt; kontrollterninger ble lagret inntil de ble testet med hensyn til trykkfasthet. En dag, 7 dager og 28 dager etter tilsetningen av blandevann ble en terning plassert i en ovn som ble holdt ved 110 + 5°C i 24 timer og deretter tatt ut og kjølt til romtemperatur. Den varmebehandlede terning og en kontrolterning av samme alder ble testet med hensyn til trykkfasthet. Resultatene, som er vist i tabell I viser at iste-denfor å bli svekket av varmebehandlingen øker den herdnede mørtel sin styrke.
Eksempler 2- 6
Seks selv-utjevnende mørteler ble fremstilt ved blanding av sementer med de sammensetninger som er vist i tabell I, med 298 ml av et blandevann inneholdende 13,9 ml av et super-plastiseringsmiddel ("Protex PSP-N2", et natriumsulfonat av et naftalen/formaldehyd-kondensat, 40% faste stoffer).
Blandevannet og alle komponentene var blitt forvarmet til 38°C. Begynnelses- og slutt-stivningstidene etter Gillmore ble bestemt på ett sett av terninger. Andre sett av terninger ble herdet i fuktig luft ved 38°C i 30 minutter og deretter ved 23°C for resten av de herdningstider som er vist i tabell III før de undergikk brudd i trykkfasthetstesten ifølge ASTM C 109-80-metoden. Et endelig sett av terninger ble herdet i 20 timer i fuktig luft (ved 38°C i 30 minutter og ved 23°C i 19,5 timer), og deretter ble terningene holdt under vann ved 23°C for resten av en syv dagers periode. Mørtelen i eksempel 5 hadde en densitet på 2,09 g/cm ; de andre mørteler hadde en lignende densitet. Stivningstidene og trykkfasthetene er angitt i tabell III.
Eksempel 7
Sementplater ble fremstilt av kontinuerlig blandet mørtel med et vann/sementpulver-vektforhold på 0,35:1. Sementpulveret bestod av 7 3% portland-sement av type III, 16,6% høy-aluminiumoksyd-sement, 7,3% kalkgjødning (5,2% CS), 2,4% flyveaske klasse C og 0,7% CH2 på vektbasis. Mørtelen inneholdt også masovnslagg, et super-plastiseringsmiddel, et skumningsmiddel og perler av ekspandert polystyren. Etter at det kontinuerlige panel var kuttet ble de enkelte sementplater stablet og inn-pakket for ytterligere herdning. Etter herdning i stabelen i 7 dager ble prøver av platene tatt fra stablene og lagret inntil de var 2 måneder gamle og ble deretter plassert i et karboniseringskammer i hvilket atmosfæren var 100% karbondioksyd bortsett fra den vanndamp som var nødvendig til å gi en relativ fuktighet på 95% ved 23°C. Etter 4 ukers eksponering for karbondioksyd var platenes gjennomsnittlige vektøkning 7,2%, og bruddgrensen var ca. 95% av verdien før testen begynte. Slagfastheten for plater tatt fra karboniserings-kammeret etter 2 uker var 73% av verdien før testen begynte. Slagfastheten av plater eksponert i 4 uker ble ikke målt.
Mens flere spesielle utførelsesformer av denne oppfinnelse er blitt beskrevet, vil det forstås at oppfinnelsen kan modifiseres innenfor de vedføyede kravs ide og ramme.
Claims (10)
1. Ikke-ekspansiv, ettringitt-dannende hydraulisk sement som danner et sementholdig produkt som er resistent mot karbondioksyd-angrep , er stabil ved høye temperaturer og har en høy tidlig-styrke,
karakterisert ved at den omfatter fra 72% til 80% portland-sement, fra 14% til 21% høy-aluminiumoksydsement, fra 3,5% til 10% kalsiumsulfat og fra 0,4% til 0,7% hydratisert kalk, på vektbasis.
2. Hydraulisk sement ifølge krav 1, karakterisert ved at portland-sementen utgjør fra 73% til 76%, høy-aluminiumoksyd-sementen utgjør fra 14% til 18%, kalsiumsulfatet utgjør fra 4% til 8% og den hydratiserte kalk utgjør fra 0,5% til 0,7%.
3. Hydraulisk sement ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder fra 74% til 75% portland-sement, fra 15% til 17% høy-aluminiumoksydsement, fra 5% til 7% kalsiumsulfat og fra 0,5% til 0,7% hydratisert kalk.
4. Hydraulisk sement ifølge krav 1, karakterisert ved at den inneholder ca.
74,8% portland-sement, ca. 17% høy-aluminiumoksyd-sement, ca.
5,3% kalsiumsulfat og ca. 0,65% hydratisert kalk.
5. Hydraulisk sement ifølge krav 1, karakterisert ved at portland-sementen er av type III.
6. Ikke-ekspandert, ettringitt-inneholdende sementprodukt, karakterisert ved at det omfatter hydratasjonsproduktene av en hydraulisk sement inneholdende fra 72% til 80% portland-sement, fra 14% til 21% høy-aluminiumoksydsement, fra 3,5% til 10% kalsiumsulfat og fra 0,4% til 0,7% hydratisert kalk, på vektbasis.
7. Produkt ifølge krav 6,
karakterisert ved at den hydrauliske sement omfatter fra 73% til 76% portland-sement, fra 14% til 18% høy-aluminiumoksyd-sement, fra 4% til 8% kalsiumsulfat og fra 0,5% til 0,7% hydratisert kalk.
8. Produkt ifølge krav 6,
karakterisert ved at den hydrauliske sement omfatter fra 74% til 75% portland-sement, fra 15% til 17% høy-aluminiumoksyd-sement, fra 5% til 7% kalsiumsulfat og fra 0,5% til 0,7% hydratisert kalk.
9. Produkt ifølge krav 6,
karakterisert ved at den hydrauliske sement omfatter ca. 74,8% portland-sement, ca. 17% høy-aluminiumoksydsement, ca. 5,3% kalsiumsulfat og fra 0,5% til 0,7% hydratisert kalk.
10. Produkt ifølge krav 6-9,
karakterisert ved at det er i plateform.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/555,136 US4488909A (en) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | Non-expansive, rapid setting cement |
PCT/US1984/001831 WO1985002396A1 (en) | 1983-11-25 | 1984-11-09 | Non-expansive, rapid setting cement |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO852955L NO852955L (no) | 1985-07-24 |
NO166033B true NO166033B (no) | 1991-02-11 |
NO166033C NO166033C (no) | 1991-05-22 |
Family
ID=26770467
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO852955A NO166033C (no) | 1983-11-25 | 1985-07-24 | Ikke-ekspansiv, hurtigstivnende sement og herdet produkt derav. |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
NO (1) | NO166033C (no) |
-
1985
- 1985-07-24 NO NO852955A patent/NO166033C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO852955L (no) | 1985-07-24 |
NO166033C (no) | 1991-05-22 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4488909A (en) | Non-expansive, rapid setting cement | |
Mailar et al. | Investigation of concrete produced using recycled aluminium dross for hot weather concreting conditions | |
US6869474B2 (en) | Very fast setting cementitious composition | |
US8236098B2 (en) | Settable building material composition including landfill leachate | |
US6730162B1 (en) | Hydraulic binder resulting from mixing a sulfate binder and a binder comprising the mineral compound C4A3{overscore (S)} | |
Midgley et al. | The micro structure of hydrated super sulphated cement | |
MX2007012972A (es) | Aglutinante hidraulico. | |
CA2918751C (en) | Fast setting portland cement compositions with alkali metal citrates and phosphates with high early-age compressive strength and reduced shrinkage | |
US6197107B1 (en) | Gypsum-rich Portland cement | |
US9776919B2 (en) | Rapid hydraulic binder comprising a calcium salt | |
NO166033B (no) | Ikke-ekspansiv, hurtigstivnende sement og herdet produkt derav. | |
JP2001294460A (ja) | コンクリート用超早強型膨張材及びおよびこれを用いたコンクリート製品の製造方法 | |
JPH04238847A (ja) | 水硬性セメント | |
Krejsová et al. | Behavior of gypsum-based mortars with silica fume at high temperatures | |
EP0021781A2 (en) | Water-settable compositions, shaped article made thereof and process for the production of such an article | |
WO2001019751A9 (en) | Gypsum-rich portland cement | |
WO2005054152A1 (en) | Cementitious compositions that contain anhydrite and procedures for its manufacture | |
JPH0159990B2 (no) | ||
NO742269L (no) | ||
JPS58223655A (ja) | セメント組成物 | |
CS217272B1 (cs) | Beton vysokých počátečních pevností |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |