PL126493B1 - Method of preparing a binder for cement paste,grout and concrete - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarza¬ nia spoiwa do zaczynu, zaprawy i betonu o nis¬ kim stosunku wody do cementu. Zgodnie z tym sposobem jako surowiec do spoiwa stosuje sie co najmniej 50% wagowych materialu hydraulicz¬ nego, takiego jak zuzel, techniczne pucolany i/lub naturalne pucolany, co najmniej jedna czesc ma¬ terialu hydraulicznego miele sie do osiagniecia po¬ wierzchni wlasciwej co najmniej 400 m2/kg, i do surowca dodaje sie 0,1 do 5°/o wagowych co naj¬ mniej jedngo plastyfikatora, takiego jak sulfono¬ wany polielektrolit.Jako dodatkowy skladnik spoiwa mozna sto¬ sowac 0 do 50% np. materialów o wysokiej za¬ wartosci wapna, takich jak klinkier cementu por¬ tlandzkiego, wapno gaszone i ekwiwalenty.W niniejszym opisie „cement" oznacza ogólnie srodek wiazacy, co w konsekwencji nie jest ogra¬ niczeniem do zwyklego cementu portlandzkiego czy jego pochodnych.Ponadto, „niski" stosunek wody do cementu ozna¬ cza stosunek mniejszy niz 0,4.Wadami obecnych betonów ze zwyklego cemen¬ tu portlandzkiego sa, miedzy innymi, wysoki koszt spoiwa, wysokie cieplo hydratacji, slaba stabil- nosc wymiarów i slaba odpornosc betonu na ko¬ rozje. Ostatnia wada wynika czesciowo z faktu, ze w wyniku hydratacji cementu, wydziela sie du¬ za ilosc wapna Ca(OH)2, reagujacego z woda i sla¬ bymi kwasami. Ilosc ta moze dojsc do prawie jed¬ nej czwartej calkowitej ilosci spoiwa tak, ze w kwasnym gruncie beton musi byc chroniony przed skutkami korozji kwasów w glebie.Slaba odpornosc betonu na korozje czesciowo wynika z jego duzej porowatosci, która, z kolei, wynika z duzej ilosci wody uzytej do miesza¬ nia, czy w przypadku sztywnej badz suchej mie¬ szaniny betonu, z niedostatecznego zageszczenia.Ilosc wody koniecznej dla calkowitej hydratacji cementu wynosi okolo 25% wagowych cementu, podczas gdy w praktyce przy betonowaniu sto¬ suje sie wiecej niz podwójna ilosc wody. Ponadto w mieszaninach betonowych zawierajacych zwy¬ kly cement, wysokie cieplo hydratacji moze powo¬ dowac odksztalcenia i pekania, a w nastepstwie slaba odpornosc na korozje.Odpornosc betonu ze zwyklego cementu portlan¬ dzkiego na siarczany jest równiez slaba i wynika z duzej zawartosci skladnika A1203 w betonie, tak ze w srodowisku zawierajacym siarczany, do 126 493126 433 konstrukcji betonowych musza byc stosowane drozsze, odporne na siarczany, gatunki cementu.Tak dlugo jak- stosuje sie cement, usilowano eli¬ minowac i zredukowac powyzsze wady i trud¬ nosci przez dodawanie do cementu czy betonu, produkowanych przemyslowo czy naturalnych ma¬ terialów hydraulicznych zawierajacych mniej wapna, tzn. pucolanów, których koszt jest znacznie nizszy niz .koszt cementu i których od¬ pornosc na kwasy i siarczany jest wyzsza,, a ciep¬ lo hydratacji nizsze niz dla normalnego cementu.Szersze stosowanie tych dodatków ograniczone jest glównie przez powolna hydratacje i utwardzanie, co powoduje slaba wytrzymalosc poczatkowa i jest sprzeczne z zalozeniami obecnego przemyslu ele¬ mentów prefabrykowanych.Najwazniejszym dodatkiem do cementu portlan¬ dzkiego jest zuzel wielkopiecowy powstaly przy produkcji surówki. W uprzemyslowionych krajach, ten uboczny produkt czy odpad, wytwarza sie w tak duzych ilosciach, ze trudno go wykorzystac.W niektórych krajach wykorzystanie zuzla jest powszechne, ale wykorzystywana ilosc jest jednak¬ ze niewielka w porównaniu z iloscia stosowanego klinkieru cementowego. Zazwyczaj zawartosc zu¬ zla w cemencie zuzlowym wynosi okolo 30 do 50*/t.Wlasnosci hydrauliczne i reaktywnosc zuzla za¬ leza glównie od jego zasadowosci, np. od stosunku ilosci jego skladników zasadowych do ilosci jego skladników kwasowych. Do wyrazenia reaktyw¬ nosci zuzla czesto stosuje sie tak zwana liczbe F, okreslona nastepujaco: CaO + CaS + l/9 MgO + A19CL liczba F= ** L-L Si02 + MnO Gdy liczba F jest wieksza od 1,9, zuzel jest wy¬ soce reaktywny, natomiast gdy liczba F jest mniej¬ sza od 1,5, zuzel jest slabo reaktywny i ubogi, Hydrauliczne wlasnosci zuzla zaleza równiez od zawartosci szkla w zuzlu, która w dobrym zuzlu musi byc wysza niz 95^/f. Im wiecej jest skladnika AljOg tym lepsze sa wskazniki wytrzymalosciowe zuzla, chociaz ta ilosc A1^03 — zwiazku hydrata- cyjnego nie wplywa bezposrednio na wytrzymalosc.Spowolnienie hydratacji i utwardzania, wynika¬ jace z chemicznego skladu i wlasnosci fizycznych zuzla, moze byc wyeliminowane przez mielenie zuzla dla uzyskania duzej powierzchni wlasciwej.Zauwazono, ze wytrzymalosc cementu zuzlowego wzrasta gwaltownie jako funkcja powierzchni wlasciwej. Zuzel z powodu duzej zawartosci w nim szkla jest jednakze trudny do mielenia, a energia potrzebna do jego zmielenia moze po¬ dwoic sie w porównaniu z energia potrzebna do zmielenia klinkieru cementowego.Hydratacje zuzla mozna równiez przyspieszyc za pomoca róznych przyspieszaczy, z których najbar¬ dziej znane sa: klinkier cementowy, rózne siar¬ czany, takie jak andryt i gips, gaszone i niega- goszone wapno oraz alkalia i sole metali alkalicz¬ nych.Sposród tych przyspieszaczy najpowszechniej sto¬ suje sie klinkier cementowy jak równiez gips i klinkier razem.Cementy zuzlowe, z powodu ich niskiej reak¬ tywnosci, stosuje sie glównie jako tak zwany ce- ment niskocieplny do monolitycznych betonowych konstrukcji, aby zmniejszyc ryzyko pekania.Jako afctywne materialy uzupelniajace do nisko- cieplnego cementu i betonu moga byc równiez zastosowane popioly lotne powstajace w elektrow- niach ze spalania wegla, torfu itp.Popioly lotne stosuje sie zwykle jako hydrau¬ liczne dodatki reagujace jeszcze wolniej niz zu¬ zel, co wynika, miedzy innymi, z niskiej zawar¬ tosci w nich wapna. Ich wlasnosci hydrauliczne is polepsza sie zwykle poprzez dodanie do nich sklad¬ ników zawierajacych wapno, takich jak wapno gaszone lub klinkier, i poprzez zmielenie do wy¬ sokiego stopnia rozdrobnienia.Sklad i wlasnosci hydrauliczne popiolów lot- nych zaleza, oprócz uzytego paliwa, takze od wa¬ runków spalania. Rozdrobnienie popiolów lotnych moze byc rzedu rozdrobnienia cementu.Celem wynalazku jest wyeliminowanie powyz¬ szych wad i opracowanie sposobu wytwarzania szybko tezejacych spoiw o wysokiej jakosci, przy uzyciu ubocznych produktów i odpadów przemys¬ lowych oraz naturalnych pucolanów.Wynalazek oparty jest, miedzy innymi, na naste¬ pujacych ideach.Zauwazono, ze oprócz stosowania wysokiej tem¬ peratury utwardzania, na szybkosc hydratacji zu¬ zla korzystnie wplywa zastosowanie pewnego ro¬ dzaju domieszek, tak wiec nie ma potrzeby do¬ dawac tak duzo klinkieru, a w niektórych przy- padkach mozna w ogóle go nie dodawac.Dobrze wiadomo, ze zuzel wielkopiecowy rea¬ guje duzo wolniej niz klinkier, a zadana wytrzy¬ malosc betonu opartego na obu spoiwach jest je¬ dnakowa. 40 Na przyklad, dodanie weglanów lub wodorotlen¬ ków metali alkalicznych pozwala takze na szero¬ kie stosowanie zuzla w szybko reagujacych ce¬ mentach. Na przyklad, gdy stosuje sie weglan so¬ du {Na^COg), efekt jest prawdopodobnie wynikiem 45 wzrostu wartosci pH, a wiec skladnik OH akty¬ wuje zuzel. Jednoczesnie, wysoka wartosc pH i oczyszczony lignosulfonian powoduja uplynnia¬ nie betonu. Oprócz weglanu sodu moga byc rów¬ niez zastosowane inne weglany, np. ^COj 50 i L^COg i inne sole metali alkalicznych. Nastepnie zauwazono ze im wieksza jest zasadowosc zuzla i im wieksze zmielenie zuzla, tym wieksza jest szybkosc jego reakcji.Znanym jest, ze niecelowe jest mielenie zuzla po- 55 za pewna granice, poniewaz dodatkowe mielenie nie poprawia jego wlasciwosci utwardzania i wytrzy¬ malosci. Przeciwnie, celowe jest zmielenie zuzla np. do powierzchni wlasciwej 400 do 800 m2/kg.Zuzel rozpoczyna reagowac w taki sam sposób 60 jak cement, jesli doda sie troche soli metali alka¬ licznych, których zadaniem jest aktywacja.Wiadomo równiez, ze reakcja przebiega szybciej, gdy temperature podniesie sie np. 40 do 90°C.Nastepnie zauwazono, ze zasadowosc dziala ko- os rzystnie na zuzelr jesli jest on odpowiednio zmie-s 126 493 6 lony ( 400 m2/kg). Mozliwe jest stosowanie zna¬ nych dodatków ulatwiajacych mielenie (lignosul- foniany lub ekwiwalenty), które umozliwiaja dos¬ konale zmielenie zuzla i które dodatkowo dzia¬ laja jako plastyfikatory w betonie.Tak wiec, zgodnie z wynalazkiem, mozliwe jest zastosowanie zuzla, o ile jest on wystarczajaco zmielony i o ile zastosuje sie przyspieszenie alka¬ liczne. Przy spelnieniu tych warunków zuzel, nie¬ oczekiwanie, dziala jako szybko tezejace spoiwo w betonie.Hydratacje zuzla i pucolanów mozna znacznie po¬ lepszyc przez uzycie plastyfikatorów, takich jak lignosulfoniany lub sulfonowane ligniny albo inne sulfonowane polielektrolity, przy czym mozna znacznie zmniejszyc stosunek wody do cementu w betonie.Dzieki dodaniu róznych przyspieszaczy, takich jak wodorotlenki i/lub weglany metali alkalicz¬ nych albo inne sole metali alkalicznych, mozliwe jest w szybko twardniejacych cementach uzycie spoiw o duzej zawartosci zuzla. Korzystny efekt prawdopodobnie wynika z wyzszej wartosci pH, przy czym zuzel czy pucolany- ulegaja aktywacji wraz ze wzmocnieniem dzialania plastyfikatorów.Nastepnie stwierdzono, ze zasadowosc wplywa tym bardziej korzystnie, im hydrauliczne spoiwo jest ze swej natury wolniej reaktywne, i ze ten wplyw jest tym wiekszy im doskonalej spoiwo zostalo zmielone. Tak wiec zuzel rozpoczyna rea¬ gowac w taki sam sposób jak cement, jezeli doda sie troche weglanu i/lub wodorotlenku metalu alka¬ licznego, które dzialaja jako aktywatory.W zwiazku z powyzszym mozna stwierdzic, ze srodek plastyfikujacy (np. lignosulfonian) i akty¬ wator (np. NaOH i/lub NajCOg) dzialaja wspólnie jako bardzo silna kombinacja plastyfikujaca.Podczas mielenia mozna równiez dodawac zna¬ ne dodatki ulatwiajace mielenie i dodatki polep¬ szajace plynnosc sproszkowanego spoiwa czy wlas¬ nosci wytworzonego betonu (np. srodki usuwajace powietrze itd.).Uscislajac, sposób wedlug wynalazku charakte¬ ryzuje sie glównie tym, ze do surowca dodaje sie jako regulator wiazania i utwardzania, 0,5 do 8V§ wagowych co najmniej jednego wodorotlenku alka¬ licznego i/lub co najmniej jednej soli metalu alka¬ licznego, takiej jak weglan metalu alkalicznego.Zgodnie z wynalazkiem domieszki czy tez ich czesc moga byc dodawane zarówno w trakcie mie¬ lenia jak i po zmieleniu. Zgodnie z wynalazkiem, skladniki spoiwa moga byc dozowane tak, ze sto¬ sunek ilosci metali ziem alkalicznych do ilosci dwutlenku krzemu w spoiwie wynosi od 1,1 do 1,6, korzystnie 1,2 do 1,4.Wedlug wynalazku, mozliwe jest równiez za¬ stosowanie zuzla i pucolanów do wytwarzania szyb¬ ko twardniejacego betonu, jezeli poza uplynnia- czem doda sie silnie alkaliczne dodatki (np.Na^COg, NaOH itp.).Uplynnianie jest waznym czynnikiem umozli¬ wiajacym zastosowanie malych stezen soli metali alkalicznych (np. Ns^COg) i wodorotlenku metali alkalicznych (np. NaOH). Materialy te, dodane w malej ilosci, znacznie skracaja czas wiazania. Przy tym, wysoka wartosc pH przyspiesza utwardzanie i, w polaczeniu z sulfonowanym polielektrolitem (np. lignosulfonianem lub sulfonowana lignina), takze przyczynia sie do zwiekszenia efektu upla¬ styczniania tym, NaOH ma decydujacy wplyw na skrócenie czasu wiazania i utwardzania, ale rów¬ niez wplywa do pewnego stopnia na uplastycz¬ nianie.Zgodnie z jednym aspektem wynalazku, dodaje sie do mieszaniny 0,1 do 3,0% co najmniej jednego sulfonowanego polielektrolitu czy ekwiwalentu i 0,5 do 8,0§/§ (jako calkowita ilosc) co najmniej jedne¬ go wodorotlenku metalu alkalicznego i/lub soli metalu alkalicznego, takiej jak weglan metalu alkalicznego.Wynalazek bedzie sprawdzony ponizej w swietle paru przykladów.Zgodnie z wynalazkiem, zuzel i/lub inne pucola- nowe substancje miele sie stosujac 0,1 do 5*/t alka- lilignosulfonianów lub sulfonowanych lignin siar¬ czanowych, mozliwie wspólnie z innymi sulfono¬ wanymi polielektorlitami, takimi jak formaldehy- do-melamina, formaldehydo-naftalen itp. produk¬ tami kondensacji, do rozdrobnienia 400 do 800 m2/kg.W czasie mielenia mozna równoczesnie dodawac inne substancje, które polepszaja proces mielenia, wlasnosci manipulacyjne spoiwa, czy wlasnosci be¬ tonu wytworzonego ze spoiwa, takich jak substan¬ cji polepszajacych plynnosc proszkowego spoiwa*, przyspieszaczy badz opózniaczy, srodków usuwa¬ jacych powietrze itd. Wodorotlenki metali alka¬ licznych iAub sole metali alkalicznych nie musza byc dodawane w czasie mielenia, lecz moga byc mieszane ze spoiwem oddzielnie lub dodane pod¬ czas mieszania betonu.Alkalilignosulfoniany lub sulfonowane alkalilig- niany maja korzystny wplyw na mielenie spoiwa.Jako srodek regulujacy wiazanie i utwardzanie spoiwa mozna stosowac wodoroweglany, weglany, wodorotlenki i rózne sole metali alkalicznych. Moz¬ na je dodawac w trakcie mielenia, lub pózniej.Pozadane jest dodanie klinkieru do spoiwa lub betonu; korzystnie klinkier powinien byc zmielony oddzielnie przy uzyciu tych samych domieszek.Dzieki wysokiemu stopniowi rozdrobnienia jak równiez zastosowania dodatków ulatwiajacych mie¬ lenie i srodków do regulowania szybkosci hydra¬ tacji, mozna, z zuzlem i/lub innymi pucolanami, szczególnie za pomoca cieplnego utwardzania, otrzymac szybko twardniejacy, scisly i odporny na korozje beton, w którym udzial klinkieru ce¬ mentowego jest bardzo maly czy nawet klinkier w ogóle nie wystepuje (np. 20 do 0*/t).Przyklad I. Przeprowadzono badania betonu o maksymalnej wielkosci czastek 12 mm, zawie¬ rajacego 400 kg/m* spoiwa betonu. Utwardzenie szescianów o boku 10 cm przeprowadzono w tem¬ peraturze 70°C (7 h) az do zestalenia. Jako sro¬ dek usuwajacy powietrze uzyto fosforan trójbu¬ tylowy. 28 45 50 55126 493 Tablica 1 Klinkier cementowy Ilosc 50 50 50 50 0 rozdrob¬ nienie m2/kg 552 552 652 )552 652 552 1552 Zuzel Ilosc % 50 50 50 50 80 90 100 rozdrob¬ nienie m2/kg 500 500 500 600 600 700 700 Dodatki lignosul- fanian 2 1,3 1,1 1,8 1,3 1,1 1,4 przys¬ pieszacz % 2,0 NajCOg) 1,3 NaHC03) 1,6 (KHCO3) 1,8 Na^COg) 1,3 Na^Cty 1,1 (Na2C03) 1,8 (Na2C03) Stosunek woda/ce¬ ment 0,34 0,41 0,38 0,36 0,35 0,32 0,37 Konsys¬ tencja 1 fe 3 a 3 1 3 Wytrzyma¬ losc na scis¬ kanie MN/2 9 h 31,0 29,5 33,3 40,0 41,2 44,9 ,4 24 h ,0 36,1 41,0 45,1 46,9 51,0 37,0 Pr z y k l a d II. Dzialanie przyspieszacza na u- twardzanie spoiwa zuzlowego.Powierzchnia wlasciwa zuzla wynosila 600m2/kg, stosunek spoiwa wiazacego do zwyklego piasku 1 : 3, stosunek woda/cement 0,35 temperatura za¬ prawy 50°C. Zaprawe utwardzano w skrzyni w temperaturze 50°C. (4 h) a nastepnie w tempera¬ turze 20°C az do zestalenia.Tablica 2 Wytrzymalosc na sciskanie MN/m2 Próba nr 1 1 2 3 4 Przyspieszacz 0,8% NaHC03 l«/o Na2C03 1% Na2C03+0,lVo NaOH 1% ^003+0,25% NaOH 1% Na2C03+lVo NaOH 1 dzien 0,4 ,6 24,3 28,5 38,7 3 dni 1,2 26,5 29,9 32,9 45,2 28 dni 17,0 31,1 34,1 36,0 51,0 40 50 55 Jako uplynniacz dodano 0,5°/o lignosulfonianu, a jako srodek usuwajacy powietrze 0,1% fosfo¬ ranu trójbutylowego. Zgodnie z opisami patento¬ wymi Stanów Zjednoczonych Ameryki nr nr 60 3960682, 3969004 i 4032251 zaleca sie oprócz uplyn- niaczy uzycie NaHCOg i innych wodoroweglanów w celu otrzymania swobodnie plynacego betonu.Doswiadczenia jednakze wykazaly, ze w miesza¬ ninach spoiwa zawierajacych duza ilosc zuzla i pu- 65 colanów uzycie wodoroweglanów nie jest korzyst¬ ne ze wzgledu na ich niskie pH (patrz przyklad I).Uzycie wodoroweglanów powoduje zbyt wolne wia¬ zanie i utwardzanie betonu, którego hydratacja nie moze byc wystarczajaco przyspieszona nawet przez utwardzanie na goraco.Przyklad III. Jako spoiwo uzyto zuzel/klin¬ kier cementowy 70/30. Powierzchnia wlasciwa obu skladników wynosila 500 m2/kg. Ilosc spoiwa wy¬ nosila 400 kg/m3 betonu.Tablica 3 Ligno- sulfo- nian 0/0 1,5 1,5 1 1,5 1,5 Przyspie¬ szacz l,60/oNa2C03 1,3% NaHC03 l,5 2,1% K2CQ3 Stosunek woda/ce¬ ment 0,387 0,415 0,387 0,335 Wytrzymalosc MN/m2 9 h 33 23 27 24 h 38 26 32 7 dni 42 39 34 34 Do betonu dodano 0,1% fosforanu trójbutylowe- go (TBP) i utwardzano go w temperaturze 70°C.Pr z y k l a d IV. W przypadku zastosowania sa¬ mego zuzla jako spoiwa, wplyw alkalicznosci za¬ równo na plynnosc jak i wzrost wytrzymalosci wydaje sie nawet bardziej jasny, co widac w ta¬ blicy 4.Jako spoiwo uzyto 400 kg/m3 zuzla o powierzchni wlasciwej 470 m2/kg. Srodkiem usuwajacym po¬ wietrze byl TBP (0,1%). Beton utwardzano w tem¬ peraturze 70°C.126 493 Tablica 4 Ilosc lignosulfo- nianu jako i uplynniacza % 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 2,0 Przyspieszacz Na2C03 NaHCOs NaOH NaOH NaOH NaOH NaOH + Na2C03 Ilosc przyspieszacza °/o 3,0 2,4 1,0 2,0 3,0 6,0 3 5 -4 1,5 Stosunek woda/ce¬ ment 0,38 0,40 0,365 0,325 0,335 0,335 0,32 Opad cm 6 9 23 19 18 Wytrzymalosc MN/m2 6h 18 0,7 13 19 29 33 32 9h 6 14 21 33 34 3 dni 26 9 29 34 38 37 7 dni 28 13 18 40 39 Zaleznie od warunków betonowania i od wyma¬ gan dla mieszaniny betonu i utwardzania betonu, mozna stosowac rózne kombinacje przyspieszaczy aby osiagnac cel droga optymalnie ekonomiczna.Wiadomo równiez, ze silny i trwaly beton otrzy¬ muje sie poprzez stosowanie, w procesie miesza¬ nia betonu, minimalnej ilosci wody i spoiwa, któ¬ re nie zawiera zbednego nadmiaru wapna.W cemencie portlandzkim utrzymuje sie wysoki stopien nasycenia wapna aby przespieszyc reakcje hydratacji. Gdy hydratacje przyspiesza sie przez ogrzewanie, niski stosunek wody do cementu, i rózne przyspieszacze, wysoki stopien nasycenia wapnem jest bardziej szkodliwy niz pozyteczny.W normalnym betonie, wapno podtrzymuje wy¬ soka wartosc pH, co chroni zbrojenie przed rdza.W scislym niskoporowatym betonie nie jest to ko¬ nieczne, a calkowita ilosc tlenków metali ziem alkalicznych musi byc dostosowana do zawartosci W tablicy tej, PL = popioly lotne, Z = zuzel, WG = wapno gaszone. Ilosc spoiwa wynosila 400 kg/m3. Jako srodek usuwajacy powietrze dodano 0,1% fosforanu trójbutylowego, jako opózniacz jak zuzel i popioly lotne, poprzez utwardzanie cieplne.Przyklad V. Uzycie samych popiolów lotnych nie wystarcza dla uzyskania odpowiednich wytrzy¬ malosci, nawet jesli aktywuje sie je zasadami.Niewystarczajacym jest równiez uzycie mieszaniny zuzel/popiól lotny, w której stosunek zuzla do po¬ piolu wynosi 2:1. Jesli ilosc popiolów lotnych zredu¬ kuje sie do 10% wagowych osiaga sie powyzszy stosunek molowy, co równiez widac we wzroscie wytrzymalosci w ponizszej tablicy 5. Aby osiagnac ten stosunek molowy 2:1, konieczny jest 10% dodatek wapna, aby znacznie poprawic wytrzy¬ malosci. Jesli zwieksza sie dodatek wapna, wy¬ trzymalosci znowu maleja.Spoiwo 100% PL 67% Z, 33% PL 90% Z, 10% PL 60% Z, 30% PL, 10% WG 53% Z, 27°/o PL, 20% WG 47°/o Z, 23% PL, 30% WG Ligno- sulfo- nian % 2,0 1,5 0,8 1,5 1,5 1,5 Tablica Przyspie¬ szacz % NaOH 3,0 3,0 2,0 3,0 3,0 3,0 Stosunek woda/ce¬ ment 0,305 0,310 0,310 0,315 0,345 0,360 Odpad cm 21 16 17 9 17 Wytrzyma] 6h 3 0,1 26 33 26 9h 4 0,2 27 52 34 26 osc MN/m2 3 dni 9 2,0 32 57 37 32 7 dni ,0 37 60 40 Si02 w spoiwie. Jesli ten stosunek wynosi okolo !l,2 do 1,5, wytrzymalosci, takie jak dla najlep¬ szych cementów, osiaga sie równiez dla hydra¬ ulicznych spoiw, znacznie podrzedniejszych, takich 0,05°/o glukonianu Na. Temperatura utwardzania wynosila 70°C. W przykladzie VI przedstawiono wyniki w pelnej skali.11 126 493 12 Jak widac, zmiany wytrzymalosciowe byly bardzo szybkie i nie obserwowano pekania elementów.Nalezy zauwazyc, ze nie jest krytycznym dla wy¬ nalazku w jaki sposób grupe OH i weglan me¬ talu alkalicznego wprowadzane sa do spoiwa. Mo¬ ze to równiez miec miejsce za pomoca reakcji che¬ micznej zgodnie z równaniem NaC03 + Ca(OH)2 ? CaC03 + 2NaOH Odpowiednio, weglan metalu alkalicznego moze byc wprowadzony, przez dodanie jego nadmiaru, wte¬ dy np. reakcja przebiega zgodnie z równaniem 4Na2C03 + Ca(OH)2 *+ CaCOg + 2NaOH + + 2Na2C03 Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania spoiwa do zaczynu, za¬ prawy i betonu o niskim stosunku wody do ce¬ mentu, zgodnie z którym jako surowiec do spo¬ iwa stosuje sie co najmniej 50#/t wagowych ma¬ terialu hydraulicznego takiego jak zuzel, pucóla- ny techniczne iAub pucolany naturalne, co naj¬ mniej jedna czesc materialu hydraulicznego mie¬ le sie do osiagniecia powierzchni wlasciwej co najmniej 400 m2/kg i do surowca dodaje sie 0,1 do 5f/t wagowych co najmniej jednego plastyfika¬ tora takiego jak sulfonowany polielektrolit, ma¬ mlemy tym, ze do surowca dodaje sie równiez jako regulator wiazania i utwardzania, 0,5 do 8*/t wagowych co najmniej jednego wodorotlenku me¬ talu alkalicznego i/lub co najmniej jednej soli me¬ talu alkalicznego, takiego jak weglan metalu alka¬ licznego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny iym, ze jako regulator stosuje sie Na^COg. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako regulator stosuje sie NaOH. 4. Sposób wedlug zastrz. i, znamienny tym, ze jako regulator stosuje sie mieszanine N^COg i NaOH.Tablica 8 Czas utwar¬ dzania h Srednia tem¬ peratura po- | wietrza °C Dojrzalosc h °C Wytrzymalosc na sciskanie MN/mZ 0,5 31 i ,5 — 1,5 58 60,5 — 2,5 66,5 125,0 21,5 3,0 66 158,5 24,5 3,5 67 191,8 26fi 4,0 67,5 225,8 ,0 4,5 68,5 259,8 34,6 ,0 68,5 293,8 36,5 Przyklad VI. Konsystencja. Stosunek wody do cementu w betonie otrzymywanym wedlug wy¬ nalazku jest nizszy o okolo 25 do 40% w po¬ równaniu do standardowego cementu portlandz¬ kiego (CP). Mimo to, obrabialnosc nowego betonu * jest lepsza niz obrabialnosc normalnego betonu z cementu portlandzkiego. Przez stosowanie zuzla w ilosci okolo 400 kg/m3 betonu konsystencja be¬ tonu mierzona jako wartosc opadu w cm zmienia sie jako funkcja stosunku wody do cementu w 10 pelnej skali badan przeprowadzonych w fabryce prefabrykatów betonowych jak to wynika z ta¬ blicy 6.Tablicy 6 Stosunek woda/ce¬ ment Opad cm 0,38 0,05 t 23,5 0,33 21 0,30 18 0,38 12 0,273 1 2 Kiedy mieszalnik betonu nie byl odpowiednio oczyszczony z betonu CPPC, otrzymano nastepujace wyniki (tablica 7) wykazujace, ze CP nie moze byc mieszany z nowym betonem.Tablica 7 Stosunek woda/cement Opad cm 0,35 22 0,34 22 0,325 12 „Uderzeniowe utwardzanie" nowego betonu: W fabryce odlano element stropowy stosujac 20% betan zawierajacy 340 kg zuzla/m3, o stosunku 40 wody do cementu 0,41. Po uprzednim lezakowaniu w ciagu 30 minut element wprowadzono do pieca promiennikowego (podczerwien). Zmiany wytrzy¬ malosci obserwowano przez, sciskanie 15 cm szes¬ cianów, które przechowywano w odpowiedni spo- 45 sób. Otrzymano nastepujace wyniki (tablica 8).13 126 493 14 . Sposób wedlug zastrz. 4, znamienny tym, ze dodaje sie Na2C03 w ilosci 0,5 do 3°/o wagowych, a NaOH w ilosci 0,5 do 3°/o wagowych. 6. Sposób wedlug zastrz. 3, znamienny tym, ze daje sie NaOH w ilosci 1 do 4% wagowych. 7. Sposób wedlug zastrz.. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedna czesc domieszek dodaje sie w trakcie mielenia. 8. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze co najmniej jedna czesc dodaje sie po mieleniu. 9. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze wodorotlenek alkaliczny wprowadza sie za pomo- ca reakcji chemicznej pomiedzy weglanem metalu alkalicznego i innym rozpuszczalnym wodorotlen¬ kiem. *f|? i; PL PL PL PL PL PL PL

Claims (1)

1.