NO840260L - Demolerende produkt. - Google Patents

Description

Siden flere år tilbake har man forsøkt, og i en viss ut-strekning lykkes, å utnytte det faktum at brent kalk som leskes, ekspanderer under utøvelse av forholdsvis store krefter, til å erstatte sprengemner av eksplosivt slag. Ettersom kalkekspansjon i sammenligning med en brisant-eksplosjon foregår langsomt, så er det åpenbart at demolering ved hjelp av brent kalk har et vesentlig fortrinn ved bl.a. at det ikke behøver å foretas sikkerhetstiltak.

Det virker dog ikke ganske enkelt å anvende en blanding av brent kalk og vann som fylles i f.eks. på forhånd borede hull, der man ønsker å sprenge en sten eller lignende.

Dette får som følge at blandingen under sin ekspansjon ekspanderer i hullets lengderetning i stedet for å utvide dette. En løsning i denne sammenheng kan være å plugge igjen hullet på hensiktsmessig måte, f.eks. ved å støpe igjen hullet med betong. Bortsett fra at dette medfører en ytterligere arbeidsoperasjon, lar det seg ikke uten videre gjøres, ettersom kalkens lesking og derved ekspansjon begynner så snart kalkoksydet leskes med vann, og det er således ikke sikkert at betongproppen med tilstrekkelig sikkerhet binder og fester innen ekspansjonen begynner.

Det er således ønskelig med et ekspanderende emne, som lett lar seg helle i beregnede kaviteter og som siden danner et legeme uten væskeegenskaper, og som med styrbar tids-funksjon ekspanderer i alle retninger. Med andre ord, det ekspanderende produkts utviklede trykkraft skal kraftig overstige trekkreftene i det som skal demoleres, i hvilket sammenheng man kan nevne at naturlige og syntetiske berg-arters trykkholdfasthet generelt er 10 ganger større enn strekkholdfastheten.

Dette har man lykkes å løse ved å behandle den brente kalk med visse emner. Ved tilsetning av vannet dannes et krystallgitter eller et nettverk, som holder massen sammen til et legeme. Naturligvis kommer dette legemet i seg selv til å sprenges når kalken under leskingen tillates å ekspandere. Ekspansjonen tillates imidlertid stort sett ikke før demoleringen er vel utført, dvs. de indre kreftene kan bygges opp og utøve trykkrefter på f.eks. hullets vegger, samtidig som innblandet sement effektivt holder tilbake ekspansjonen i retning ut av hullet.

Problemet er imidlertid ikke slutt i og med dette,ettersom det innses at en nødvendig forutsetning for at ovenstående skal virke, er at sementen får binde i tilstrekkelig grad før den av kalkleskingen tilveiebragte ekspansjon trer i kraft. I f.eks. den europeiske patentsøknad nr. 80303874.4 er det beskrevet hvordan dette kan oppnås. Ifølge dette skrift skjer dette ved at kalken brennes meget hardt til store krystaller, hvilket resulterer i en forsinking av leskingen og sementen får således tid til å binde før leskingen og den derav følgende ekspansjon inntreffer. Denne fremgangsmåte virker riktignok godt, men har dessverre den ulempe at den harde brenning av kalken innebærer endog en lang oppholdstid ved høy temperatur, og derved en stor brenningsomkostning for kalken, hvilket gjør fremgangsmåten mindre økonomisk.

I praksis savnes således hittil, til tross for den gode virkning, et tilfredsstillende økonomisk konkurransekraftig demolerende middel ifølge dette prinsipp. Oppfinnelsen har derfor til oppgave å tilveiebringe et demolerende middel som baserer sin virkning på den ekspansjon som oppnås ved kalkens lesking, og som har god håndterbarhet, virkning og spesielt økonomi, endog sammenlignet med sprengemner.

Denne oppgave løses ifølge oppfinnelsen ved at et kalkleskningsretarderende emne av organisk type sammales med ordinær brent kalk i et prosesstrinn. I etterfølgende prosesstrinn tilsettes hydraulisk komponent og plastiseringsmiddel. Det retarderende emnet av organisk type kan være f.eks. sukkerarter, som i betongindustrien har vist seg å fungere som "gitter" selv i forhold til små kvanta.

Oppfinnelsens prinsipp og funksjon skal beskrives nærmere i det følgende i form av utførelseseksempel,i tilknytning til de etterfølgende fotografier og diagrammer.

I den nedenstående tabell er det angitt de forskjellige blandinger som er blitt anvendt i det avfotograferte for-søket .

Med R-middel forstås i ovenstående tabell leskningsretarderende middel av organisk type.

(r)

Bristar ^ er det navn under hvilket et demolerende middel ifølge ovennevnte europeiske patentsøknad markedsføres, og dette er medtatt som sammenligning.

Fremstillingen av de forskjellige blandinger skjedde på en slik måte at ulesket kalk med en størrelse av 0-2 mm ble malt i partier på 5000 g under tilsetting av R-middelet. Malingstiden gikk opp til 15 minutter effektivt og 10 minutter tømningsmaling,og hensikten var å oppnå en tilsvarende finhet som for "Bristar 200". Malingens oppdeling i etapper skjedde slik at i den første maling ble det malt 500 g ulesket kalk (CaO), i den andre maling 4.950 g ulesket kalk pluss 50 g R-middel, og i den tredje maling ble malt 4.900 g ulesket kalk med 100 g R-middel.

Til disse kalkprøver ble det deretter tilført standard sement under 10 minutter effektiv maling og 10 minutter tømmingsmaling. For tilslutt å muliggjøre en god fylling av hullene og god holdfasthet, ble det tilsatt 2% flyte-tilsats i pulverform for å minske viskositeten selv ved moderate vanntilsetninger.

Deretter ble det ferdige demolerende middel blandet med vann til et vannprodukttall, vpt, - p,35. ved anvendelsen.

Ved malingen kan noteres at det ikke forelå noen problemer med malingen og etterfølgende blandinger. Etter tilsetting-en av vann ble viskositeten sammenlignet med Bristar 200, hvilken ble blandet ifølge forskriftene, hvorved en kunne konstatere at blandingene 2,4 og 5 hadde omtrent samme viskositet idet 1 og 3 var noe mer tregtflytende enn Bristar. De fremstilte slam ble anbragt i betongkuber på 150 x 150 mm lagret i ca. 1 år og tilsvarende betong K600 (650 kp/cm 2), i hvilke det var boret et hull til ca. 105 mm dyp og med 25 mm diameter. Hullene ble fylt helt opp til kanten, og kubene ble stilt i rommiljø og hendelsesforløpet ble registrert med kamera hvert 30.minutt i vel 1 døgn, hvilke fotografier finnes i bilagene med inntegnede plasseringer av de forskjellige kuber resp. tider.

Den første sprekkdannelse kunne oppdages etter 6 timer på kubene for blandingene 1 og 3, (bilde 3). BlarTdingene 2

og 4 (bilde 7) ga opphav til sprekkdannelse i kubene etter 19 timer, og referansekuben inneholdende Bristar 200 sprakk etter 26 timer, (bilde 8). Etter den første sprekk-dannelsen ble sprekkene vesentlig utvidet (bilde 9) på samtlige prøvelegemer. Demoleringen må anses å være total.

Konklusjonen av ovenstående eksperiment er at ekspansjonen og sprengvirkningen til blandingene er avhengig av kalk/ sementforholdet i høyere grad enn forholdet mellom kalk og retardasjonsmiddel. Som det fremgår av fotografiene hadde middelet ifølge oppfinnelsen heller ingen tendenser til å bli blåst ut av hullet, men beholdt en fast form til for- skjell fra referansemiddelet som faktisk ble mer eller mindre pulverisert fra hullets åpning.

Den leskningsreduserende effekt av kalk med retardasjonsmiddel ifølge oppfinnelsen er endog blitt bestemt med leskningskurver ifølge metode Bundesverband, som finnes representert i vedlagte diagram. Herved kan konstateres at forskjellen mellom 1% R-middel (kurve 2) og 2% R-middel (kurve 3) ikke er så stor, idet forskjellen sammenlignet med upåvirket ulesket kalk (kurve 1) er påtagelig, da kalk uten retarderingsmiddel har et betydelig hurtigere lesknings-forløp.

I første tilfelle mellom 1%R og 2%R for å nå 50°C, er forskjellen 10 minutter. I det andre tilfellet mellom 0%R og 1 til 2%R for å nå 50°C, er forskjellen 150 minutter.

Et ytterligere testforsøk er representert på fotografiene

i form av et prøveforsøk på natursten. Dette for å se hva som hender når materialene er hardere enn betongen. Den aktuelle sten bestod av grå granitt med korn av kalsitt, volumet ca. 0,8 m^, temperaturen +10°C. Det ble boret fire hull på linje i stenens lengderetning. Hulldiameteren var 37 mm og hulldybden 70% av stenens høyde ved de respek-tive hull. For forsøket ble det anvendt blanding nr. 1

og borhullene ble fylt til kanten.

Den første sprekkdannelse kunne oppdages etter 9,5 timer omkring hullene, (bilde 13) . Etter ca. 1.0,5 timer ble det oppdaget sprekkdannelse i lengderetningen mellom hullene, (bilde 14). Total sprekkdannelse i lengderetningen mellom hullene ble oppnådd etter 11 timer og ved passering av 12 timer (bilde 17), var stenen kløvd og delene falt fra hverandre. 0,5 timer senere hadde det endog skjedd en kløving i tverretningen, (bilde 18), og dessuten kunne man oppdage en sprengvirkning nedad mot undersiden.

Ettersom kalken ifølge oppfinnelsen retarderes ved anvendelse av et emne eller emner, som endog for den an-vendte sement har karakter av et retarderingsemne, er det undersøkt om langvarig oppbevaring av det demolerende middel ifølge oppfinelsen (i tørr tilstand) resulterer i noen smitting fra kalken til sementen, dvs. noen overgang av retarderingsmiddelet fra kalken til sementen. Ingen som helst reaksjon av dette slag kunne bli målt, selv ikke etter ett års lagring og antageligvis kan demolerings-middelet ifølge oppfinnelsen lagres i atskillige år uten å risikere å bli aldret på denne måte. Det er antageligvis det mest overraskende ved oppfinnelsen ettersom man burde vente seg at retarderingsmiddelet i en viss grad fester seg til sementen, hvorved endog bør observeres den mekaniske bearbeidelse som foreligger når sementen blandes med kalken. Bakgrunnen til dette formål er i skrivende stund ikke helt klart, men det bør observeres at effekten ikke er kritisk, men synes å foreligge innen hele det hittil testede prosent-området for tilsetning av retarderingsemnet. Med andre ord synes det som om kalken med sine partikler kan låse eller fiksere en større mengde retarderende emner enn hva den egentlig trenger for å tilveiebringe den ønskede retarder-ingseffekt. Dette faktum at tilsetningen av retarderingsmiddel ikke er kritisk, letter produksjonen vesentlig.

Forsøk tyder videre på at kalkens overtrekking med et retarderende belegg i samsvar med oppfinnelsen under slutt-malingen av kalken, kan forbedre det demolerendemiddelets effekt hvis skumdempende middel tilføres i et av prosesstrinnene. Det skumdempende middel kan f.eks. være polyfosfater, polyeftalater, alkoholer og minsker andelen luftinnleiringer ved anvendelsen, hvilket øker den effektive sprengningsevne pr. volum.

Endog tilsetningen av plastiseringsmiddel til demolerings-middelet ifølge oppfinnelsen har til hensikt å forbedre det økonomiske utbyttet. Ved hjelp av plastiserings middelet kan nemlig vanngehalten ved anvendelsen holdes ned til i nærheten av det som trenges for sementens reaksjon resp. kalkleskningen. Ved at man så og si kan unngå vann som "ballast" i det demolerende middel, blir den effektive ekspansjon pr. volum av det demolerende middelet optimalt. Plastiseringsmiddelet har ikke bare til oppgave å holde vanninnholdet i middelet lavt, men skal også

sikre at viskositeten for middelet når det er ferdigblandet med vann, er slik at det lett kan helles ned i f.eks. borhull.

Dessverre er det ikke tilstrekkelig med tilsetning av plastiseringsmiddel for å tilveiebringe ønsket viskositet ved optimal vannmengde, idet det med optimal vannmengde menes nettopp den vannmengde som er nødvendig for reaksjon-ene med kalk og sement. Dette problem kan løses ved å til-sette dispergeringsmiddel, og spesielt foreslås for dette et ikke luftmedrivende disperingsmiddel, såsom f.eks. hydroksylaminer, sulfonerte alkyler eller trietanolamin.

Når man ifølge oppfinnelsen har redusert vanninnholdet til i nærheten av det som optimalt kreves for fullstendig reaksjon, dvs. meget lite vannoverskudd, viser det seg faktisk at kalken selv kan danne det faste legemet uten sementtilsetning.

Claims (19)

1. Demolerende middel av den type som utnytter en ved hydrering av brent kalk oppnådd ekspansjon for demolerings-arbeidet, og som utover brent kalk omfatter en hydraulisk komponent og plastiseringsmiddel, karakterisert ved at partiklene av brent kalk er overtrukket med ett eller flere organiske kalkleskningsretarderende emner.

2. Demolerende middel ifølge krav 1 , karakterisert ved at det omfatter 50-100% brent kalk, 1-5% - fortrinnsvis 0.5-2% - organiske retarderende emner i prosent av kalkmengden, og 0-50% hydrauliske komponenter.

3. Demolerende middel ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at de organiske kalkleskningsretarderende emner er karbohydrater.

4. Demolerende middel ifølge krav 3, karakterisert ved at de kalkleskningsretarderende emner ut-gjøres av såvel enkle som sammensatte stivelsesarter og/ eller sukkerarter.

5. Demolerende middel ifølge krav 3, karakterisert ved at de kalkleskningsretarderende emner er slamsyrer.

6. Demolerende middel ifølge et av kravene fra 1-5, karakterisert ved at den hydrauliske komponent utgjøres av Portland sement.

7. Demolerende middel ifølge et av de ovenstående krav, karakterisert ved at det er tilsatt med modifiserende plastiseringsmiddel, hensiktsmessig til en mengde tilsvarende 1-5 vekt%.

8. Demolerende middel ifølge krav 7, karakteri sert ved at det. modifiserende plastiseringsmiddel kan være av den type som omfatter polymerer, polymetyl-metakrylat og polystyren, metallsalt av kondensert naftalin-sulfonsyre/formaldehydkondensat (melaminharts), polyoksy-etylen, alkyleter m.fl.

9. Fremgangsmåte for fremstilling av demolerende middel ifølge et av kravene 1-8, av brent kalk, hvis partikler er overtrukket med organisk retarderende emne, en hydraulisk komponent samt plastiseringsmiddel, karakterisert ved at den brente kalk først overtrekkes med retarderende emner ved sammaling, hvoretter den brente over-trukne kalk blandes med den hydrauliske komponent og plastiseringsmiddelet.

10. Fremgangsmåte for anvendelse av demolerende middel ifølge et av kravene 1-8, bestående av brent kalk overtrukket med organiske retardasjonsmidler, hydraulisk komponent og plastiseringsmiddel, karakterisert ved at det demolerende middel blandes med vann og at den derved oppnådde velling plasseres i borhull i det materialet som skal demoleres, hvoretter det herdende middel ekspanderer som en følge av kalkens sene reaksjon med vann, slik at middelets trykkspenninger overstiger strekkspenninger i materialet rundt hullet,i den hensikt å tilveiebringe sprekkdannelser og istykkersprengning.

11. Demolerende middel ifølge et av kravene 1-8, karakterisert ved at et dispergeringsmiddel er innmålt i kalken og/eller sementen før eller i for-bindelse med blandingen av disse komponenter.

12. Demolerende middel ifølge krav 11, karakterisert ved at dispergeringsmiddelet er et ikke luftmedrivende dispergeringsmiddel.

13. Demolerende middel ifølge krav 11 eller 12, karakterisert ved at det dispergerende middel utgjøres av hydrooksylaminer og/eller sulfonerte akyler.

14. Demolerende middel ifølge krav 11, karakterisert ved at det dispergerende middelet utgjøres av trietanolamin.

15. Demolerende middel ifølge krav 14, karakterisert ved at trietanolaminen tilsettes i en mengde motsvarende 1-5% av kalkvekten.

16. Fremgangsmåte for fremstilling av et demoleringsmiddel i samsvar med krav 11 med en tilsats av dispergeringsmiddel, karakterisert ved at grovknust normalbrent kalk ved finfordelingen gjennom maling, i tillegg til det organiske retardasjonsmiddel tilsettes et dispergeringsmiddel i en mengde av 1-5% av kalkens vekt.

17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at kalken males sammen med skumdempende middel med retarderende middel resp. dispergeringsmiddel eller at skumdempende middel tilføres i.et senere prosesstrinn .

18. Demolerende middel eller produkt, karakterisert ved at det utgjøres av brent retardert kalk (CaO) med en tilsats av dispergeringsmiddel, og at det ved anvendelsen blandes med vann, hvorved vannmengden velges straks over den minste verdi som kreves for at all kalk (optimalt) skal kunne reagere med vann.

19. Demolerende middel eller produkt ifølge krav 18, karakterisert ved at det også omfatter en tilsats av superplastiseringsmiddel.