NO790097L - Tilslag for byggemateriale. - Google Patents

Description

Tilslag for byggemateriale.

v Foreliggende oppfinnelse angår et tilslag for byggemat-erialer i form av en vandig dispersjon inneholde luftporedannere og/eller forsinkere og/eller myknere og/eller akselleratorer osv., samt en fremgangsmåte til fremstilling derav.

For å forbedre bearbeidbarheten og for å påvirke størk-ningsoppførselen og størkningstiden, er det allerede i lengere tid blandet inn tilslag i byggematerialer..Disse tilslag hører generelt til meget forskjellige kjemiske stoffklasser selv om de i byggematerialet virker på samme måte eller tilsvarende hver-andre. Hyppig er det ønskelig ved hjelp av et tilslag eller en tilslagsblanding å oppnå flere slike virkninger på materialet. Hva angår avstemningen av graden av ønsket virkning, oppstår,

det hyppig vanskeligheter slik at man må inngå et kompromiss, hvorved flere tilslag ikke helt ut kan utnyttes.

Mange slike kombinasjoner kan allerede fra begynnelsen utelukkes fordi de ikke kan benyttes samtidig. Generelet er virkningen av tilslagene proporsjonal med den anvendte konsentra-sjon, hvorved imidlertid proporsjonaliteten ikke følger en lineær avhengighet. Ut fra dette gir det seg ved anvendelse av tilslag som ikke er forenelige vanskeligheter fordi tilslagene ikke fordeles tilstrekkelig homogent i byggematerialet, og fordi virkningen av tilslaget på mange steder rent lokalt forsterkes, mens virkningen i andre deler av blandingen er for liten.

Virkningen av tilslaget er i betydelig grad temperatur-avhengig slik at man avhengig av årstid og den midlere utetemper-atur, må velge andre sammensetninger.

Ved kombinasjon av luftporedannere med andre tilslags-midler, må man passe på at stabiliteten for luftporene påvirkes. Derav gir det seg på en side et for lite innhold av luftporer hvorved diameteren generelt er relativt stor, og på den andre side er den romlige fordeling av lutfporene ugunstig for nettopp i nær-heten av overflaten liggende luftporer har en tendens til å bli myke før størkningsprosessen er begynt.

Foreliggende oppfinnelse har til oppgave å finne tilslag for bygningsmaterialer ved hvilke virkningen av de anvendte kom-ponenter bedre utnyttes.

Denne oppgave løses ved et tilslag for bygningsmaterialer som erkarakterisert vedat det i dispersjon inneholder et med et overflateaktivt middel fullstendig fuktet hydrofobt materiale samt.én vannoppløselig polymer.

Fortrinnsvis inneholder dispersjonen 0,1-5 vekt-% av det hydrofobe stoff og 0,01-2 vekt-% av den vannoppløselige polymer, begge deler béregnet på totalvekten av dispersjonen.

Som hydrofobt stoff, egner seg for tilslagene ifølge oppfinnelsen f.eks. jordalkalisåper med høyere fettsyrer, sili-konoljer og silikonfett samt mineraloljer. På grunn av de gode.resultater er imidlertid faste stoffer med en partikkel-størrelse på 0,01-100 ym foretrukket, stoffer som enten allerede er hydrofobe som sådanne eller som er hydrofobert på vanlig måte, f.eks. ved behandling med dimetyldiklorsilan. Godt egnede hydro-fbberte faste stoffer er hydrofoberte mineraler slik som hydrofobert leire, hydrofobert vermikulitt og andre hydrofoberte silikater.

Videre har som hydrofobt stoff innenfor rammen av oppfinnelsen, karbon både i form av grafitt og i form av sot, vist seg godt egnet. Videre har også hydrofoberte kunststoff partikler vist seg godt egnet for dispersjonen ifølge oppfinnelsen,

således for eksempel polytetrafluoretylenpulver.

Overflåteaktive midler som er egnet til fullstendig å fukte de hydrofobe stoffer, kan tilsettes uten innskrenkninger, uten hensyn til om de er anionaktive, kationaktive eller ikke-ionogene.

På grunn av den lille mengde som er nødvendig for fullstendig fukting, anvendes som overflåteaktive midler fortrinnsvis sulfonerte og/eller sulfaterte alkyl-, alkylaryl- og/eller polyalkylenoksydforbindelser for tilslagene ifølge oppfinnelsen.

Som vannoppløselige polymerer, kommer i betraktning f.

eks. polyakrylater , karboksymety lcellulose., hydroksymety lcellul-

ose, polyetylenoksyder og også delvis forsåpet polyvinylacetat. De beste resultater oppnås dog med alginater.

I henhold til oppfinnelsen blir byggmaterialtilslagene fremstilt.ved at et hydrofobt stoff helt fuktes med et overfJ-ate-aktivt middel, at dette iblandes tilslagene av luftporedannere og/eller forsinkere og/eller myknere og/eller akselleratorer, og at det etter tilsetning av den vannoppløselige polymer med vann, fremstilles en stabil dispersjon. Som stabil ansees dispersjonen hvis den kan stå i 3 måneder uten noen form for avsetning.

vPå grunn av de kompliserte kolloidkjemiske og elektro-kinetiske prosesser som skjer etter tilsetning av tilslaget ifølge oppfinnelsen til sement-sand-vannblandinger, gir det seg overraskende fordeler. Over et relativt stort konsentrasjons-område er virkningen av tilslaget i stor grad uavhengig av konsentrasjonen av tilsatsstoffer.

De tilsatte stoffer er videre i lik grad virkningsfulle innenfor et visst temperaturområde slik at man slipper årstids-avhengige forandringer ved anvendelsen. Med dispersjonen ifølge oppfinnelsen blir påvirkningen av andeler i den anvendte sand av meget fine partikler, tydelig meget liten-slik at man ved-anvendelse av tilslaget ifølge oppfinnelsen, kan være uavhengig av den fine andel av sanden.

Byggmaterialtils laget ifølge oppfinnelsen kan med fordel anvendes i forbindelse med betong, lettbetong, gassbetong, frost-og saltbestandig betong, ved langsomt størknende og derved i lang tid bearbeidingsdyktig murmørtel samt ved pussmørtel, for f.eks. å oppnå et bestemt luftporeinnhold, for å påvirke størkningstiden eller for å forbedre flyteevnen.

Oppfinnelsen skal illustreres ytterligere ved hjelp av de følgende eksempler.

For eksemplene 1-5 ble det fremstilt en mørtel av 150 kg Portland-sement PZ 350 F, 150 kg trass som fyllstoff og 720 kg sand med kornstørrelse 0-4 mm og 720 kg sand med kornstørrelse 3 •

0-1 mm og 175 1 vann. Mørtelvolumet utgjorde ca. lm , og til dette ble de tilsvarende tilslagsoppløsninger hhv. dispersjoner tilsatt.

I forbindelse med eksemplene 1-5 ble luftporene og størkningsoppførslen undersøkt og sammenlignet..

Eksempel 1

Til hver lm 3 av den tidligere beskrevne mørtel ble det iblandet 2,0; 2,5; og 3,0 1 av et handelsvanlig mørteltilslag som beste av omtrent like deler luftporedannere og størknings» forsinkere. Resultatene er angitt i.tabell 1.

Eksempel 2

Til lm '3 av en ovenfor beskrevne mørtel ble det tilsatt 2,0; 2,5 og 3,0 1 av et annet vanlig tilslag som besto av en opp-løsning av en hydroksyetylencellulose og et salt. Resultatene er angitt ^i. tabell 1.

Eksempel 3

Til lm 3 av den ovenfor beskrevne mørtel ble det tilsatt 2,0; 2,5 og 3,0 1 av et tilslag ifølge oppfinnelsen. Tilslaget ble fremstilt på følgende måte: 1 vektdel av et hydrofobert silisiumdiokoksyd ble langsomt rørt sammen med 5 vektdeler lauryletersulfat inntil overflaten av silisiumdioksydet helt var fuktet. I denne blanding ble det iblandet 20 vektdeler natrium-glukonat og 5 vektdeler natriumtripolyfosfat. Deretter ble det tilsatt 0,2 vektdeler natriumalginat og etter at det forelå en homogen blanding, ble det hele dispergert i 69 vektdeler vann. Det oppsto en stabil dispersjon som ikke forandret seg etter 3 måneder.

Resultatene er angitt i tabell 1.

Eksempel 4

Den ene vektandel silisiumdioksyd i eks. 3 ble byttet ut mot 1 vektdel hydrofobt kalsiumstearat. Man oppnådde de i tabell 1 angitte resultater.

Eksempel 5

Den ene vektandel silisiumdioksyd i eks. 3 ble byttet ut mot 1 vektdel hydrofob grafitt. Man oppnådde de i tabell 1 angitte resultater.

Fra de i tabell 1 sammenstilte resultater, fremgår det uten tvil at man ved dispersjonene ifølge oppfinnelsen, nemlig eks. 3, 4 og 5, vel forandrer størkningstiden, men ikke luftporeinnholdet med konsentrasjonen av tilslag. Man ser imidlertid i tillegg at sammenlignet med de undersøkte handelsvanlige tilslag, oppnås en meget snevrere størrelsesfordeling av luft-porediameteren ved tilslagene ifølge oppfinnelsen, og diameteren er forskjøvet mot mindre luftporediametere. Fra dette erkjenner man den større stabilitet for luftporene under størkningen.

Forskjellen mellom størrelsesfordelingen for luftporene ved vanlige produkter og produktene ifølge oppfinnelsen, vises enklest når man vibrer den ferske mørtel som inneholder luftporene i lengere tid.

Ved denne vibrasjon oppheves den normalt foreliggende tiksotropi, og luftporene begynner på grunn av mindre tetthet å stige mot overflaten. Derved er stigehastigheten sterkt avhengig av porenes diameter. Porene med størst diameter, kommer først til overflaten.

Måler man etter bestemte vibrasjonstider det i mørtelen foreliggende luftporeinnhold, fastslår man at forandringen av luftporeinnholdet ved mørtler som benytter et vanlig tilslag, ligger ved 8-10%, mens mørtler som inneholder den samme mengde

av tilslag ifølge oppfinnelsen, ligger ved 3-5%.

På grunn av vibreringen var det tydelig å erkjenne at

de i det første tilfelle unnslippende luftporer var store og ustabile, noe som førte til at porene sprakk med en gang. I det andre tilfelle dannet det seg en liten mengde finporet skum som var stabil i lengre tid. Da et øket luftporeinnhold også fører med seg en reduksjon av råtettheten, ble det undersøkt om de i mørtelen funnede verdier kunne overføres til lettbetong.

Eksempel 6

Fordi de nedre grovkorn ofte vandrer mot betongover-flaten ved innbygning av lettbetong på grunn av vibrasjonen,

slik at det således oppstår en separasjon, må en reduksjon av råtettheten for den i betongen foreliggende mørtel motvirke separasjonen. Av denne grunn ble det i et forsøk fremstilt lettbetong med følgende sammensetning:'

615 kg lettbetongtilslag 0/4. mm'

415 kg lettbetongtilslag 4/16 mm

340 kg Portland-sement

170 1 vann,

hvorved det til en betong ble tilsatt 3 l/m 3 dispersjon ifølge oppfinnelsen (i henhold til eks. 5) mens det til en betong ikke ble tilsatt tilslag.

Etter vibreringen av betongen i 1 min, viste det seg at den uten tilslag fremstilte betong oppviste en råtetthet på 1,70, mens den med dispersjonen ifølge oppfinnelsen fremstilte betong, oppviste en råtetthet på 1,4.

Etter en vibreringstid på 10 min, var råtettheten for sammenligningsbetongen steget til- 1,75 mens råtettheten for den med tilslaget fremstilte betong var steget til 1,5. Snitt-flatene -i betongen viste tydelig, at det ved sammenligningsbetongen hadde funnet sted en oppsvømming av de største korn, mens den betong, som var fremstilt med dispersjonen ifølge oppfinnelsen oppviste en god homogenitet.

Eksempel 7

For å vise uavhengigheten av virkningen av dispersjonen ifølga oppfinnelsen fra arten av bindemidlet, ble det fremstilt en pussmørtel hvorved som vanlig, bindemidlet ved siden av sement også besto av en større mengde hydratisert kalk.

Denne mørtels sammensetning var som følger:

200 kg sement

100 kg kalk

1250 kg sand 0/2 mm

200 1 vann

3 1 dispersjon ifølge eks. 5.

Den.ferske puss inneholdt 24 volum-% luft, således

var luftinnholdet på samme nivå som den i eks. 3, 4 og.5 angitte luftporemengde.

Vedheftingen til underlaget viste en tydelig forbedring i forhold til en på samme måte fremstilt pussmørtel uten digpersjon.

Pussmørtelen som inneholdt dispersjonen ifølge oppfinnelsen, skilte heller ikke etter lang tid ut vann, og bearbeidbarheten var vesentlig bedre enn ved pussmørtel uten dispersjonstilslag i et lengere tidsrom.

Claims (9)

1. Tilslag i form av en vandig dispersjon inneholdende luft-poredanner og/eller forsinker og/eller mykner og/eller aksel-erator, karakterisert ved at den inneholder et med et overflateaktivt middel fullstendig fuktet hydrofobt stoff samt en vannopplø selig polymer.

2. Tilslag ifølge krav 1, karakterisert ved at dispersjonen inneholder 0,1-5 vekt-% av"det hydrofobe stoff og 0,01-2 vekt-% av polymeren, alt. beregnet på totalvekten av dispersjonen.

3. Tilslag ifølge kravene log 2, karakterisert ved at dispersjonen inneholder hydrofoberte hhv. hydrofobe faste stoffer med en partikkelstørrelse mellom 0,01 og 100 ym.

4. T-ilslag ifølge krav 3, karakterisert v e 4 at dispersjonen inneholder hydrofobe hhv. hydrofoberte mineraler.

5. Tilslag ifølge krav 3, karakterisert ved at dispersjonen som hydrofobt stoff inneholder karbon i form av grafitt og/eller sot.

6. Tilslag ifølge krav 3, karakterisert ved at dispersjonen inneholder hydrofobe kunststoffpartikler.

7. Tilslag ifølge kravene 1-6, karakterisert ved at det som overflateaktivt middel ble anvendt sulfon-erte og/eller sulfaterte alkyl-, alkylaryl- og/eller polyalkylenoksydforbindelser.

8. Tilslag ifølge kravene 1-7, karakterisert ved at dispersjonen som vannoppløselig polymer inneholder alginat.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av et byggmaterialtilslag ifølge kravene 1-8, karakterisert ved at et hydrofobt stoff fuktes fullstendig med et overflateaktivt middel, iblandes tilslagene av luftporedannere og/eller forsinkere og/eller myknere og/eller akseleratorer osv., og at det etter tilsetning av den vannoppløselige polymer med vann, fremstilles en stabil dispersjon.