NO342902B1 - Fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen av hydraulisk herdende sammensetninger med bindemiddel basert på portlandsement, samt bindemiddelsammensetning og anvendelser derav. - Google Patents
Fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen av hydraulisk herdende sammensetninger med bindemiddel basert på portlandsement, samt bindemiddelsammensetning og anvendelser derav. Download PDFInfo
- Publication number
- NO342902B1 NO342902B1 NO20090657A NO20090657A NO342902B1 NO 342902 B1 NO342902 B1 NO 342902B1 NO 20090657 A NO20090657 A NO 20090657A NO 20090657 A NO20090657 A NO 20090657A NO 342902 B1 NO342902 B1 NO 342902B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cement
- concrete
- portland cement
- calcium hydroxide
- binder composition
- Prior art date
Links
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 35
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 26
- 238000011161 development Methods 0.000 title claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 11
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 57
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 56
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 claims abstract description 34
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 claims abstract description 34
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 30
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims description 26
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 claims description 3
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 claims description 3
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 32
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 17
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 17
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 14
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 9
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 6
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 6
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 3
- 239000011505 plaster Substances 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 3
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 2
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 2
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 2
- -1 calcium silicate hydrates Chemical class 0.000 description 2
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 2
- 235000013339 cereals Nutrition 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 1
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 1
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 1
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- GHBSLDONWNDBFB-UHFFFAOYSA-J calcium;lead(2+);tetrahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Ca+2].[Pb+2] GHBSLDONWNDBFB-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N carbonic acid Chemical compound OC(O)=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 150000001805 chlorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 150000004675 formic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000029058 respiratory gaseous exchange Effects 0.000 description 1
- 239000010801 sewage sludge Substances 0.000 description 1
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 1
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 1
- 239000011573 trace mineral Substances 0.000 description 1
- 235000013619 trace mineral Nutrition 0.000 description 1
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003752 zinc compounds Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/06—Oxides, Hydroxides
- C04B22/062—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals
- C04B22/064—Oxides, Hydroxides of the alkali or alkaline-earth metals of the alkaline-earth metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/10—Accelerators; Activators
- C04B2103/14—Hardening accelerators
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Oppfinnelsen vedrører anvendelse av kalkhydrat for akselerering av trykkfasthetsutviklingen hos portlandsement. Ifølge oppfinnelsen tilsettes det til en bindemiddel-sammensetning for hydraulisk herdende sammensetninger fra 1 til 10 vekt% kalsiumhydroksid med en BET-overflate på fra 7 til 16 cm2/g regnet av sementen.
Description
Den foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen i området fra 1 til 10 timer av hydraulisk herdende sammensetninger inneholdende en bindemiddelsammensetning på basis av portlandsement, slik det angis i innledningen i det etterfølgende krav 1.
Dessuten vedrører oppfinnelsen en bindemiddelsammensetning med økt tidlig fasthet, bestående av portlandsement CEM I og eventuelt tilsetningsmidler og/eller tilsetningsstoffer, som angitt i innledningen i krav 6.
Oppfinnelsen vedrører også anvendelser av bindemiddelsammensetningen.
Oppfinnelsen har spesifikt befatning med anvendelser av kalsiumhydroksid for å aktivere hydratiseringen av kalsiumsilikatfasene i portlandsementklinkerandelen i bindemidler og bindemiddelsammensetninger med akselerert trykkfasthetsutvikling inneholdende sement ifølge DIN EN 197 eller DIN 1164 og kalsiumhydroksid.
Nå som før består en stor interesse i bygningsindustrien for kvalitativt høyverdige sementer med en så tidlig trykkfasthetsutvikling som mulig ved bearbeidelses- og størkningsegenskaper ifølge standard. Substanser som bevirker den ønskede tidlige trykkfasthetsutvikling er i og for seg kjente. Men hyppig påvirkes også andre egenskaper hos sementen på uønsket måte av slike tilsetninger.
Det er også kjent å tilsette kalsiumhydroksid, ofte betegnet kalkhydrat eller hvitkalkhydrat, for de forskjelligste formål til bindemidler og bygningskjemiske sammensetninger.
Her skal det først refereres til japansk patentpublikasjon JP-2003246657 som skisserer en herde-akselerator for sement med tilsatt forbrenningsaske fra kloakkslam hvor økningen av vanninnholdet dempes. Reduksjonen av sementens initielle og langtids styrke forbedres, for å frembringe en sementblanding.
Løsningen for å frembringe en forbedret herdeakselerator for sement som inneholder for-brent slam, er at den hovedsakelig omfatter brent kalk og/eller lesket kalk.
Videre omtales det i DE 3215 777 en mørtel som i tillegg til portlandsement også inneholder kalkhydrat. En påvirkning av kalkhydratet på trykkfasthetsutviklingen beskrives ikke.
Fra DE 3151 881 er det kjent bindemiddelkomponenter for mørtel for bergverksdrift, hvor det til en hemihydratgips tilsettes et alkalisk reagerende stoff i kombinasjon med alkalisulfat for herdeakselerasjon. Det alkalisk reagerende stoff kan være en portlandsement eller kalkhydrat, hvorved det rapporteres at bindemiddel av hemihydratgips og kalkhydrat eller portlandsement sammenlignet med ren hemihydratgips viser en forsinket herding.
I DE 34 37 899 beskrives sprøytbare, ildfaste blandinger hvor kalsiumhydroksid nevnes som en mulig akselerator for aluminasement.
Også anvendelse av kalkhydrat til stimulering av støperisand i bindemidler er kjent, f.eks. fra DE 19612 861. Støperisand kan derved erstatte portlandsement helt eller delvis i et bindemiddel.
Fra DE 19754 826 er det kjent at kalsiumhydroksid bedrer pusteaktiviteten til puss.
I DE 10113 978 foreslås bindemiddel av fra 0,5 til 80% sement, fra 0 til 97% fyllstoffer, fra 0 til 3,5% fortykningsmiddel, fra 1,0 til 80% redispergerbart polymerpulver, fra 0,02 til 4% sinkforbindelse, og opptil 30% alkali- eller jordalkalihydroksid. Hydroksidtilsetningen skal forlenge åpentiden, altså gjøre trykkfasthetsutviklingen langsommere.
Ifølge DE 102004 016 127 B3 skal en tokomponentakselerator inneholde en første komponent med fra 40 til 90% kalsiumhydroksid, fra 5 til 50% kalsiumformiat og/eller fra 5 til 20% vinsyre, hvorved kalsiumhydroksid beskrives utelukkende som leverandør av kalsiumioner, og akselerasjonen oppnås ved hjelp av den andre komponent av fra 20 til 40% aluminium(hydroksy)sulfat, fra 10 til 50% vann og fra 5 til 45% karbonsyre.
I kombinasjon med portlandsementer finner kalsiumhydroksid i form av teknisk hvitkalkhydrat utbredt anvendelse i byggekjemiske produkter, så som puss, flisklebemidler osv., hvori det vesentlig anvendes for påvirkning av konsistensen og bearbeidingsegenskapene.
Fra EP 1 690 841 er det kjent at en tilsetning av kalsiumhydroksid til hydrauliske bindemidler akselererer herdingen dersom partikkelstørrelsen ligger under 3 µm.
I ikke tidligere publisert EP patentskrift 1719 742 beskrives bindemidler som det for akselerasjon av trykkfasthetsutviklingen tilsettes kalsiumhydroksid med en BET-overflate på minst 15 cm<2>/g. EP patentet tilsvarer norsk patentsøknad NO-2007 4598.
Disse meget fine kalsiumhydroksider har den ulempe at de støver mye og ved lagring i luft svekkes i sin aktivitet på grunn av økt opptak av fuktighet og CO2.
Dessuten har det vist seg at ved anvendelse av kalkhydrat med høyere BET-overflate stiger behovet for flytforbedrende betongtilsetningsmidler for innstilling av en definert konsistens (se Tabell 1).
Tabell 1.
De prismessig gunstige, kommersielt tilgjengelige kalkhydrater har ikke den nødvendige finhet, dvs. det må benyttes kostnadsmessig dyrere produkter. Begge de ovennevnte publikasjoner fastslår i overensstemmelse med hverandre at grovere kalsiumhydroksider ikke viser noen brukbar virkning.
Ved forsøk på å øke den tidligere fasthet hos sementer i timeområdet ble det nå uventet funnet at hos sementer og særlig sementer CEM I og II ifølge DIN EN 197-1 fører tilsetninger også av grovere kalsiumhydroksid til en økning av den meget tidligere trykkfasthetsutvikling i området fra 5-10 timer, særlig fra 6-8 timer. Den sterkeste virkning fremkom hos sementer med den høyeste klinkerandel.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved bindemiddelsammensetningen tilsettes kalsiumhydroksid med en overflate ifølge BET på fra 7 til 14 m<2>/g. De foretrukne utførelsene er som angitt i kravene 2-5.
Bindemiddelsammensetningen ifølge oppfinnelsen er kjennetegnet ved at den inneholder kalsiumhydroksid med en overflate ifølge BET på fra 7 til 14 m<2>/g i mengder på fra 1 til 10 vekt% regnet av portlandsementen.
Ifølge oppfinnelsen anvendes bindemiddelsammensetningen nevnt ovenfor til fremstilling av betong for prefabrikkerte komponenter. Ifølge en foretrukket utførelse tilsettes den et eller flere tilsetningsmidler valgt blant flytmiddel, betongflytendegjører, luftporedanner, tetningsmiddel, stabilisator, skumdanner og akselerator.
Fortrinnsvis inneholder betongen inneholder fra 240 til 450 kg/m<3>sement, fra 0 til 200 kg/m<3>betongtilsetningsstoff, fra 0 til 36 kg/m<3>betongtilsetningsmiddel, fra 100 til 250 kg/m<3>vann og fra 1600 til 2000 kg/m<3>aggregat.
Ovennevnte observasjon, resulterende i foreliggende oppfinnelse, er desto mer overraskende, da det ved hydratiseringen av kalsiumsilikatene C3S (3CaO·SiO2„Alit“) og C2S (2CaO·SiO2„Belit“) i tillegg til dannelsen av vannholdige kalsiumsilikathydrater også foregår avspalting av kalsiumhydroksid, idet de nydannete kalsiumsilikathydrater er kalsiumfattigere enn utgangsstoffene C3S og C2S. Ligningene 1 og 2 viser det forenklede reaksjonsskjema for C3S (Ligning 1) og C2S (Ligning 2).
Reaksjonen med vann går hos det kalsiumrikere C3S tydelig hurtigere enn hos C2S, og derved er C3S fasen som er ansvarlig for den tidlige fasthetsutvikling i timeområdet. Grunnleggende spiller klinkerens kjemisk/mineralogiske sammensetning en vesentlig rolle. Særlig betydningsfullt er et høyt innhold hos klinkeren av reaktivt C3S hvis reaktivitet kan økes ved målrettet forandring av krystallgitteret ved innbygging av forskjellige grunnstoffer. Til disse hører for eksempel alkalier, særlig K og Na, men også andre grunnstoffer som f.eks. Al, Fe og S samt forskjellige sporgrunnstoffer. Portlandsementers tidligere fasthetsutvikling påvirkes også av forskjellige andre parametre. I tillegg til parametre for sementen, f.eks. malefinhet og kornstørrelsesfordeling, har også brenne- og kjølebetingelsene i ovnssystemet, særlig avkjølingshastigheten, fremherskende innvirkning på reaktiviteten, bl.a. på grunn av sin virkning på fasenes krystallstørrelse.
I praksis består videre muligheten til å øke den tidlige fasthet ved betongtekniske forholdsregler. Ved siden av reduksjon av vann-sementverdien kan hydratasjonen av kalsiumsilikatene ved varmebehandling eller ved tilsetning av såkalte herdeakseleratorer stimuleres. Ved det sistnevnte handler det om tilsetningsmidler som påvirker løsningshastigheten for C3S. Kjent er for eksempel CaCl2, rhodanider og formiater. Den mest virksomme substans i denne gruppe, CaCl2, er imidlertid som alle klorider på grunn av sine korrosjonsfremmende egenskaper forbudt for anvendelse i armert betong. Varmebehandlingen av betong fører derimot ved fagmessig anvendelse ifølge "Richtlinie zur Wärmebehandling von Beton", DAfStb, 1989, til mål, men krever som regel ytterligere forholdsregler, for eksempel en forhåndslagring før oppvarmingen begynner for på pålitelig måte å hindre eventuelle skader på bygningsdelene ved senere vanntilgjengelighet ved sekundær ettringittdannelse.
Derimot dannes kalsiumhydroksid i løpet av den fasthetsdannende kalsiumsilikathydratisering i klinkerandelen til alle portlandsementer i betydelig grad (se ligningene 1 og 2). Sementsteinen, som dannes ved fullstendig hydratisering, består opp til en fjerdedel av dens masse av kalsiumhydroksid. Den er derved en integrert bestanddel av sementsteinen og bærer av stålkorrosjonsbeskyttelsen i mørtler og betonger. I denne egenskap skiller den seg vesentlig fra alle andre hittil vanlige tilsetningsmidler for økning av den tidlige fasthet. En begrenset og fra sementtekniske synspunkter kontrollert gjennomført tilsetning av kalsiumhydroksid til portland- eller portlandkomposittsementer, med tidlig fasthetsstigning som mål, utgjør så langt intet artsfremmed inngrep i hydratasjonshendelsen.
En kjemisk reaksjon begunstiges vanligvis ved at ett eller flere reaksjonsprodukter fjernes fra systemets likevekt. Man kunne derved forvente at hydratiseringen av kalsiumsilikatene i portlandsementen, som det i løpet av dannes kalsiumhydroksid (se ligningene 1 og 2) hindres ved tilsetning av kalsiumhydroksid.
Men det har nå overraskende vist seg at det ved tilsetning av kalsiumhydroksid mot forventning er mulig å aktivere hydratiseringen av kalsiumsilikatene i portlandsementer, dvs. å forskyve den målbare hydratiseringsbegynnelse på pålitelig måte til et tidligere tidspunkt og forkorte den såkalte hvile- eller induksjonsperiode. Det er derved særlig fordelaktig at en definert kalsiumhydroksidmengdes aktiverte virkning er sterkere hos mindre reaktivt C3S enn ved høyere reaktivt. Dette kunne påvises ved hjelp av trykkfasthetsmåling ifølge DIN EN 196-1 på modifiserte normmørtler med vann-sementverdier på 0,40 for tre forskjellige sementer, hvis resultater er sammenfattet i Tabell 2.
Tabell 2.
Dette fører blant annet til at trykkfastheten som på et definert, tidlig tidspunkt kan oppnås hos sementer av samme type ifølge DIN EN 197-1 av forskjellig opprinnelse kan henholdsvis forutsies og innstilles i en snever ramme. Erfaringsmessig kan hos portlandsement med finheter i området fra 4500 til 5000 cm<2>/g Blaine ved tilsetning av fra 1 til 10 vekt% kalsiumhydroksid trykkfastheten etter 6 timer stige minst 5 MPa. Hos grovere sementer faller stigningen lavere ut, f.eks. ca. 2 MPa, hos finere sementer høyere, f.eks. minst fra 7 til 10 MPa. Således ble det hos en sement med 7500 cm<2>/g Blaine ved tilsetning av 5% kalkhydrat med finhet som ifølge oppfinnelsen funnet en trykkfasthetsøkning hos mørtelen i alderen 6 timer på fra 0,6 MPa til 14,2 MPa.
Jo mer kalkhydrat som tilsettes, desto større er hydratasjonsvarmeutviklingen i tidsrommet 5 til 10 timer og derved også trykkfasthetsøkningen. Imidlertid begrenser kalkhydratets påvirkning på virkningene til de andre, vanlige tilsetningsmidler den største tilsetningsmengde.
Dette anskueliggjør fig. 1. I fig. 1 er den i det angitte tidsrom frigitte hydratasjonsvarme sammenlignet med den på 100% normerte hydratasjonsvarme i tidsrommet fra 0 til 2 timer for den samme sement. Man erkjenner at opp til en tilsetning på 10% Ca(OH)2stiger hydratasjonsvarmen vesentlig i området fra 2 timer til 12 timer, mens det fra 24 timer ikke opptrer noen forskjeller. Det betyr at verken den normgitte størkning eller den normgitte fasthet etter 1 dag påvirkes. Samtidig kan imidlertid en økt trykkfasthet oppnås i tidsområder på 6 og 8 timer. Trykkfastheten som i området fra 0 til 4 timer er steget med økt varmeutvikling er i praksis for det meste ennå ikke tilstrekkelig, etter 6 timer oppnås imidlertid en praktisk brukbar trykkfasthet.
Hos finere kalsiumhydroksider akselereres herdingen sterkere, noe som ifølge oppfinnelsen ikke er ønskelig. Ifølge oppfinnelsen skal herdingen foregå ifølge standard, dvs. at en liten akselerasjon er tolererbar, men tiden skal ikke synke tydelig under 1 time, fortrinnsvis ikke synke tydelig under 11/2 time.
Hovedvirkningen av tilsetningen av kalsiumhydroksid består i at begynnelsen på den fasthetsdannende kalsiumsilikathydratisering forskyves med inntil 2 timer under bibehold av herding ifølge standard. Således blir hos en sement som etter fra 7 til 8 timer har utviklet en praksisrelevant trykkfasthet denne forskjøvet til fra 5 til 6 timer. Dette er forbundet med store fordeler for en stor brukerkrets. Ved ferdigdelfremstillingen muliggjøres for eksempel tidligere forskalingsrivetider og derved høyere taktfrekvenser. Det fremkommer ingen negativ påvirkning på den senere fasthetsutvikling og sluttfastheten, slik at den ønskede, akselererte trykkfasthetsutvikling hos sementer ifølge standard oppnås uten ulemper og den ovenfornevnte oppgave løses.
Derved frembringer oppfinnelsen en fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen, hvor en hydraulisk bindemiddelsammensetning på basis av portlandsement tilsettes kalsiumhydroksid, samt en bindemiddelsammensetning med høy fasthet på et tidlig stadium, bestående av portlandsement, eventuelt vanlige tilsetningsmidler og/eller tilsetningsstoffer og fra 1 til 10 vekt% kalsiumhydroksid, regnet av sementen.
Bindemiddelsammensetningen er basert på portlandsement, i det etterfølgende kort betegnet sement. Det er innenfor rammen av oppfinnelsen imidlertid mulig med fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen også mulig å øke den tidlige fasthet for bindemiddelsammensetninger respektivt hydraulisk herdende sammensetninger, så som betong, mørtel etc. som i tillegg til portlandsementklinker inneholder latenthydraulisk eller pozzolanisk reagerende stoffer, så som f.eks. støperisand, silikastøv eller flygeaske.
Det foretrekkes bindemiddelsammensetninger hvilke som bindemiddel inneholder utelukkende portlandsement CEM I eller portlandkomposittsement CEM II ifølge DIN EN 197-1, utgave 2004-08, DIN 1164-10, utgave 2004-08, eller DIN 1164-11, utgave 2003-11. Ganske særlig foretrukket blir portlandsementer CEM I.
Som kalsiumhydroksid egner i prinsippet ethvert produkt seg dersom de ikke inneholder forurensninger som er forstyrrende for hydratiseringen av sementen. Av prismessige grunner kommer særlige tekniske produkter, ofte betegnet kalkhydrat, i betraktning. Mengden utgjør fortrinnsvis fra 1 til 10 vekt%, særlig fra 2 til 7 vekt% og særlig foretrukket ca. 5 vekt%, regnet av sementen. Kalsiumhydroksidet har fortrinnsvis en overflate ifølge BET på fra 7 til 14 m<2>/g, særlig fra 11 til 14 m<2>/g. De midlere partikkelstørrelser ligger i området fra 4 til 10 µm, fortrinnsvis fra 4,5 til 7 µm.
Videre kan det til bindemiddelsammensetningen og de med denne fremstilte mørtler og betonger tilsettes andre i og for seg kjente betongtilsetningsmidler og/eller betongtilsetningsstoffer samt de vanlige aggregater.
Med betongtilsetningsmidler skal det for eksempel forstås handelsvanlige flytmidler, betongflytgjørere, luftporedannere, tetningsmidler, stabilisatorer, skumdannere og akseleratorer. Dersom de foreligger anvendes disse tilsetningsmidler i de vanlige mengder, typisk og avhengig av tilsetningsmiddel for eksempel i mengde på fra 0,1 til 10 vekt% regnet av bindemiddelet. Slike tilsetningsmidler tilsettes hyppig allerede til bindemiddelsammensetningen.
Som betongtilsetningsstoffer nevnes det som eksempel flygeaske, silikastøv, trass, steinmel, pigmenter og plastdispersjoner. Mengdene ligger avhengig av tilsetningsstoffet vanligvis i området fra 1 til 50 vekt%, regnet av sementen.
Med aggregater forstår man fremfor alt sand, kis, grus og lignende. Også disse bestanddeler anvendes i vanlige mengder.
Så inneholder en betong fremstilt med bindemiddelet ifølge oppfinnelsen typisk fra 240 til 450 kg/m<3>sement, fra 0 til 200 kg/m<3>betongtilsetningsstoff, fra 0 til 30 kg/m<3>betongtilsetningsmiddel, fra 100 til 250 kg/m<3>vann og fra 1600 til 2000 kg/m<3>aggregater.
Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen og bindemidlene ifølge oppfinnelsen egner seg særlig på området for prefabrikert fremstilling. Sammensetningen av en betong for fremstillingen av ferdigdeler orienterer seg først til minstekravene fra eksponeringsklassene og betongegenskapene som kreves. For å holde produksjonssyklusen i ferdigdelverket så kort som mulig er det dessuten ved fremstillingen av ferdigdeler som regel viktig å kunne fjerne ferdigdelen fra forskalingen etter betongstøpingen så snart som mulig. Til dette er det nødvendig med en tilstrekkelig tidlig fasthet hos betongen. Dette er hittil vanligvis blitt realisert ved senkning av vann-sementverdien og/eller en (kostnadsintensiv) varmebehandling. For likevel å oppnå en tilstrekkelig bearbeidbarhet må da sementinnholdet heves noe, og det anvendes fortrinnsvis aggregater hvis kornsammensetninger muliggjør en siktlinje med lite vannbehov, samt at det tilsettes flytendegjørende tilsetningsmidler.
Ifølge oppfinnelsen er det nå mulig å øke den tidligere fasthet ytterligere. En betong ifølge oppfinnelsen for fremstilling av prefabrikkerte komponenter inneholder for eksempel 380 kg/m³ sement, 190 kg/m³ vann, 550 kg/m³ sand 0/2, 508 kg/m³ kis 2/8, 637 kg/m³ kis 8/16 samt 1,5 kg/m<3>flytmiddel, eller f.eks. 450 kg/m³ sement, 203 kg/m³ vann, 580 kg/m³ sand 0/2, 382 kg/m³ gabbrosplitt 2/5, 249 kg/m³ gabbrosplitt 5/8, 287 kg/m³ gabbrosplitt 8/11, 325 kg/m³ gabbrosplitt 11/16 og 5 kg/m<3>flytmiddel.
Oppfinnelsen skal ved hjelp av de etterfølgende eksempler bli belyst nærmere, uten imidlertid å være begrenset til de konkret beskrevne utførelsesformer. Så langt ikke annet er angitt vedrører innenfor rammen av den foreliggende oppfinnelse samtlige angivelser av deler og prosenter på vekten.
Eksempel 1
Med utgangspunkt i klinkere og sulfatbærere fra to produksjonssteder ble det i laboratorieoppmalinger ifølge tabell 3 fremstilt to forsøkssementer CEM I 52,5 R per klinker, én sement uten og én sement med 5% hvitkalkhydrat ip 500 fra maxit GmbH, Istein, DE. Kalkhydratet hadde en BET-overflate på 11 m<2>/g og en midlere partikkeldiameter på 6 µm.
Tabell 3:
Med forsøkssementene som er opplistet i tabell 3 ble det fremstilt modifiserte normmørtler ifølge DIN EN 196-1, utgave 2005-05. Modifiseringen lå i at mørtlene sammenlignet med norm-mørtelen hadde reduserte vann-sementverdier: 0,40 istedet for 0,50. På de fremstilte mørtelprismer ble trykkfastheten ifølge DIN EN 196-1 i alder av 6, 8 og 10 timer bestemt, se fig.2. Man innser at ved tilsetningen av kalkhydrat økes begge sementers tidlige fasthet tydelig. Trykkfasthetsutviklingen forskyves fremover med mellom 1,6 og 1,8 timer, se fig.3. Dette kan f.eks. utnyttes positivt til forkortelse av produksjonssyklusene ved fremstillingen av prefabrikkerte komponenter.
I tillegg til trykkfastheten ble hydratiseringsvarmeutviklingen for sementlimprøver med vann/sement = 0,40 prøvet i et isotermt varmestrømkalorimeter (differentialkalorimeter "TAM-Air", Thermometric AB, Sverige). Også disse resultater viser at tilsetningen av 5% av det tekniske kalsiumhydroksid ip 500 forskyver begynnelsen av kalsiumsilikathydratiseringen fremover med ca.2 timer, se fig.4.
Eksempel 2
På basis av de i eksempel 1 belyste forsøk ble det i Verk 1 og 2 fremstilt hver sine to produksjonssementer CEM I 52,5 R, én sement uten og én sement med 5% kalkhydrat ip 500, se Tabell 4.
Tabell 4:
Produksjonssementene 1.1 og 2.1 hadde den i tabell 5 oppførte kjemiske sammensetning og finhet.
Tabell 5:
Ifølge DIN EN 196-3 ble det for begge sementer i tabell 5 prøvet vannbehov samt herdebegynnelse, se tabell 6.
Man erkjenner at ved tilsetningen av kalkhydrat forskyves både herdebegynnelse og også herdeslutt, men de ble værende innenfor normområdet.
Tabell 6
Med de to produksjonssementer i tabell 5 ble det fremstilt modifiserte norm-mørtler med vann-sementverdier på 0,40. For de fremstilte mørtelprismer ble trykkfastheten ifølge DIN EN 196-1 i alder på 6, 8 og 10 timer samt 28 dager bestemt. Resultatene er sammenfattet i tabell 6. Trykkfastheten øker i området fra 6 til 10 timer, mens sluttfastheten etter 28 dager ikke blir økt, dvs. at den er ifølge normen.
Claims (9)
1. Fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen i området fra 1 til 10 timer av hydraulisk herdende sammensetninger inneholdende en bindemiddelsammensetning på basis av portlandsement, karakterisert ved at bindemiddelsammensetningen tilsettes kalsiumhydroksid med en overflate ifølge BET på fra 7 til 14 m<2>/g.
2. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, karakterisert ved at kalsiumhydroksidet oppviser en overflate ifølge BET på fra 11 til 14 m<2>/g.
3. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1 eller 2, karakterisert ved at kalsiumhydroksidet tilsettes i mengder på fra 1 til 10 vekt% regnet av portlandsementen, fortrinnsvis i mengder på fra 2 til 7 vekt% og særlig på ca.5 vekt%.
4. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den hydraulisk herdende sammensetning er en betong.
5. Fremgangsmåte i samsvar med krav 1, 2 eller 3, karakterisert ved at den hydraulisk herdende sammensetning er en mørtel.
6. Bindemiddelsammensetning med økt tidlig fasthet, bestående av portlandsement CEM I og eventuelt tilsetningsmidler og/eller tilsetningsstoffer, karakterisert ved at bindemiddelsammensetningen inneholder kalsiumhydroksid med en overflate ifølge BET på fra 7 til 14 m<2>/g i mengder på fra 1 til 10 vekt% regnet av portlandsementen.
7. Anvendelse av en bindemiddelsammensetning ifølge krav 6 for fremstilling av betong for prefabrikkerte komponenter.
8. Anvendelse i samsvar med krav 7, hvor det tilsettes ett eller flere tilsetningsmidler valgt blant flytmiddel, betongflytendegjører, luftporedanner, tetningsmiddel, stabilisator, skumdanner og akselerator.
9. Anvendelse i samsvar med krav 7 eller 8, hvor betongen inneholder fra 240 til 450 kg/m<3>sement, fra 0 til 200 kg/m<3>betongtilsetningsstoff, fra 0 til 36 kg/m<3>betongtilsetningsmiddel, fra 100 til 250 kg/m<3>vann og fra 1600 til 2000 kg/m<3>aggregat.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102006044727 | 2006-09-20 | ||
DE102006051343 | 2006-10-31 | ||
PCT/EP2007/008192 WO2008034616A1 (de) | 2006-09-20 | 2007-09-20 | Bindemittel enthaltend portlandzement und kalkhydrat |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO20090657L NO20090657L (no) | 2009-05-13 |
NO342902B1 true NO342902B1 (no) | 2018-08-27 |
Family
ID=38656534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO20090657A NO342902B1 (no) | 2006-09-20 | 2009-02-11 | Fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen av hydraulisk herdende sammensetninger med bindemiddel basert på portlandsement, samt bindemiddelsammensetning og anvendelser derav. |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2066595B1 (no) |
NO (1) | NO342902B1 (no) |
PL (1) | PL2066595T3 (no) |
WO (1) | WO2008034616A1 (no) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TR201908413T4 (tr) * | 2008-09-02 | 2019-07-22 | Construction Research & Technology Gmbh | Plastikleştirici-içerikli sertleşmeyi hızlandırıcı kompozisyonun kullanımı. |
BE1021808B1 (fr) * | 2013-12-06 | 2016-01-19 | S.A. Lhoist Recherche Et Developpement | Composition de liant pour mortiers, betons et enduits legers a agregats vegetaux ou bio-sources. |
BE1021769B1 (fr) * | 2013-12-06 | 2016-01-15 | S.A.Lhoist Recherche Et Developpement | Composition de liant pour mortiers et enduits perctionnes. |
US9919967B2 (en) | 2014-05-21 | 2018-03-20 | Sika Technology Ag | Accelerator for hydraulic binding agents with long processing time and very early strength |
EP3543220A1 (de) | 2018-03-22 | 2019-09-25 | Sika Technology Ag | Herstellung von calciumhydroxid nanopartikeln und ihre verwendung als beschleuniger in mineralischen bindemittelzusammensetzungen |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003246657A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 下水道汚泥の焼却灰を含むセメント用の硬化促進剤及びセメント組成物 |
NO20074598L (no) * | 2005-04-19 | 2007-12-14 | Constr Res & Tech Gmbh | Hydraulisk bindemiddel |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005139060A (ja) * | 2003-10-16 | 2005-06-02 | Tokuyama Corp | セメント用凝結促進剤 |
-
2007
- 2007-09-20 WO PCT/EP2007/008192 patent/WO2008034616A1/de active Application Filing
- 2007-09-20 EP EP07818282.1A patent/EP2066595B1/de active Active
- 2007-09-20 PL PL07818282T patent/PL2066595T3/pl unknown
-
2009
- 2009-02-11 NO NO20090657A patent/NO342902B1/no not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003246657A (ja) * | 2002-02-26 | 2003-09-02 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 下水道汚泥の焼却灰を含むセメント用の硬化促進剤及びセメント組成物 |
NO20074598L (no) * | 2005-04-19 | 2007-12-14 | Constr Res & Tech Gmbh | Hydraulisk bindemiddel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2066595A1 (de) | 2009-06-10 |
WO2008034616A1 (de) | 2008-03-27 |
PL2066595T3 (pl) | 2015-05-29 |
EP2066595B1 (de) | 2014-11-19 |
NO20090657L (no) | 2009-05-13 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2715583C1 (ru) | Вяжущее на основе производных алюмосиликата кальция для строительных материалов | |
Salvador et al. | Parameters controlling early age hydration of cement pastes containing accelerators for sprayed concrete | |
Aïtcin | Portland cement | |
CA2922773C (en) | Calcium sulfoaluminate composite binders | |
AU2014317428B2 (en) | Binder comprising calcium sulfoaluminate cement and a magnesium compound | |
AU2014317429A2 (en) | Calcium sulfoaluminate composite binders | |
EP2842924A1 (en) | Composite binder comprising calcium sulfoaluminate cement and calcium nitrate or calcium nitrite | |
NO342902B1 (no) | Fremgangsmåte for akselerering av trykkfasthetsutviklingen av hydraulisk herdende sammensetninger med bindemiddel basert på portlandsement, samt bindemiddelsammensetning og anvendelser derav. | |
DK3018109T3 (en) | HYDRAULIC MIXING COMPREHENSIVE GRANULATES OF VEGETABLE ORIGIN AND PROCEDURE FOR THE PREPARATION OF CONCRETE OR MORTAL FROM THIS MIXTURE | |
NO770985L (no) | Kalsiumaluminatcement-blandinger og fremgangsm te til fremstilling av disse. | |
Li et al. | A study of high-performance slag-based composite admixtures | |
WO2021164798A1 (en) | Blended cement | |
JP6509671B2 (ja) | 水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体 | |
JP7141195B2 (ja) | ポリマーセメントモルタル組成物及びポリマーセメントモルタル | |
Zhao et al. | Effect of TEA· H3PO4 and TEA· C18H30O3S on the mechanical properties and hydration characteristics of cement paste | |
WO2016151388A1 (en) | Blended cement composition | |
CZ424498A3 (cs) | Způsob výroby sulfátového cementu nebo přídavných látek do sulfátového cementu | |
Tan et al. | The effect of limestone powder addition on strength of slag blended cement | |
AU2021396030A1 (en) | Composition for activating super sulfated cement | |
Khamatova et al. | Effect of hardening accelerators and other chemical admixtures on the properties of a quick-setting mixture | |
JP7083637B2 (ja) | コンクリートおよびその製造方法 | |
JPH11302047A (ja) | 膨張材組成物及び膨張セメント組成物 | |
Aly et al. | Limestone-filled, hydraulic-lime mortars for historic and traditional fabrics | |
CA3186920A1 (en) | Cementitious compositions with high compressive strength and uses thereof | |
BG111998A (bg) | Ускорител на сгъстяването и втвърдяването на хидравлични разтвори и циментови състави, съдържащи този ускорител |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |