PL23085B1 - Sposób wytwarzania ksztaltek cementowych. - Google Patents

Description

KI. 80 b, 10/02.Wyroby cementowe i betonowe znajdu¬ ja stale zwiekszajace sie zastosowanie do najrozmaitszych celów, np. do wyrobu rur betonowych, rur i plyt azbestowo-cemento¬ wych, plyt chodnikowych, krawezników, plyt posadzkowych i okladzinowych plyt sciennych oraz do róznych celów przy we¬ wnetrznych i zewnetrznych robotach bu¬ dowlanych, do wyrobu dachówek, slupów do parkanów i t. d. W kazdym razie pew¬ ne niedoskonalosci tych wyrobów, majace zródlo w uzytych materjatach i sposobie ich wykonania, powoduja trudnosci i nie- dopuszczaja do szerszego stosowania tych wyrobów.Braki te tlumacza sie jedna z nastepu¬ jacych przyczyn. 1. Cement po zwiazaniu i stwardnie¬ niu, zawiera dosc duza ilosc — przewaznie okolo 20 — 30% wagi cementu — wolnego wapna, zazwyczaj w postaci wodorotlenku.Jezeli beton bedzie wystawiony na dziala¬ nie wody czystej lub zanieczyszczonej dwutlenkiem wegla, solami lub podobnemi cialami, to latwo dochodzi do wylugowa¬ nia wolnego wapna, wskutek czego beton staje sie rzadki, a jego wlasciwosci wytrzy¬ malosciowe zmniejszaja sie w wiekszym lub mniejszym stopniu. 2. Przy dzialaniu dwutlenku wegla z powietrza na zewnetrzna warstwe betonu zawarte w nim wapno przetwarza sie na weglan wapniowy przy jednoczesnej zmia¬ nie objetosci betonu, co powoduje powsta¬ wanie w betonie napiec i rys. 3. Obecnosc wolnego wapna daje cze¬ sto powód do nieprawidlowego zabarwie¬ nia powierzchni betonu w razie jego zwil¬ gotnienia lub wysychania. 4. Spoiwo (material wiazacy) tworzywtaz z woda do zaczyniania emulsje, któ¬ ra przy wysychaniu kurcfcy sie, a pecznie¬ je przy wchlanianiu wody.Zaleznie od produktu, jaki ma sie o- trzymac, jeden lub kilka przytoczonych braków jest powodem, ze stosowanie wy¬ robów, sporzadzonych z cementu, jako ma- terjalu wiazacego, jest ograniczone. Jezeli np. chodzi o rury lub tak zwane rury scie¬ kowe do kanalizacji, to najwiecej szkód wyrzadza ^yylugowywanie wapna tak zwa¬ na woda atakujaca, która w wielu przy¬ padkach calkowicie niszczy przewody, któ¬ rych ulozenie niejednokrotnie znacznie wie¬ cej kosztuje niz isanfe rury. Okolicznosc ta nieraz juz doprowadzala do tego, ze zamiast stosowania tanich rur betonowych decydo¬ wano sie raczej na budowanie drogich ka¬ nalów i tuneli odplywowych, wykonanych z bloków granitowych, starannie ociosa¬ nych i zestawionych. Oszpecajace plamy wapienne na plytach pkladzinowych, da¬ chówkach i podobnych przedmiotach nie¬ raz odstraszaly od uzywania do tych ce¬ lów wyrobów betonowych, które zreszta ze wzgledu na swa taniosc i z innych przy¬ czyn bardzo sie do tego nadawaly. Przez wylanie mieszaniny betonu na szklo lub in¬ na gladka lub wypolerowana powierzchnie mozna wytwarzac plyty o bardzo ladnym wygladzie, który jednak wyroby te bardzo szybko traca wskutek wspomnianego pro¬ cesu wiazania, dwutlenku wegla, zmian objetosci lub wykwitania plam wapien¬ nych.Wynalazek niniejszy dazy do wytwo¬ rzenia spoiwa wolnego od wad zwyklego cementu, a zarazem tanszego od niego.Stwierdzono, ze doskonale spoiwa do wyrobu produktów na drodze obróbki hy¬ drotermicznej stanowi nalezycie zgaszone wapno, scisle zmieszane z dowolnym ro¬ dzajem zwyklej gliny lub z mialko roz- drobnionemi materjalami, zawierajacemi co najmniej 35 — 40% kwasu krzemowe¬ go, glównie w postaci wolnej krzemionki i krzemianów glinowych wzglednie innych zwiazków, odszczepiajacych od siebie krzemionke. Stosunek miedzy wapnem a materjalem krzemionkowym nalezy przy- tetn dobrac w ten sposób, aby na okolo S6 czesci wagowych efektywnego wapna (CoO) wypadalo okolo 60 czesci krzemion¬ ki (w praktyce okolo 0,6 do 1,4 czesci wap¬ na lub wapna i magnezji na 1 czesc Si02J, a utwardzanie zapomoca pary odbywalo sie przy cisnieniu, wynoszacem co naj¬ mniej 6 atm lub wiecej, najlepiej 10 — 20 atmosfer. Próby wykazaly, ze przy tern cisnieniu i pod warunkiem dostatecznie dlugiego utwardzania wapno jest zdolne wejsc w reakcje nietylko z wolnym ewen¬ tualnie kwasem krzemowym, lecz równiez z krzemianem glinowym, tworzac hydro- krzemiany wapnia i wolny tlenek glinu.Dzieki swej duzej zasadowosci wapno zdolne jest bowiem wyprzec glin ze zwiaz¬ ku z kwasem krzemowym (krzemianu gli¬ nowego), tworzac hydrokrzemian wapnio¬ wy i wolny tlenek glinu. Poniewaz wapno jest drozsze, przeto oczywiscie mozna, je¬ sli nie jest wymagana wieksza wytrzyma¬ losc lub trwalosc wyrobów, zmniejszyc w nich zawartosc wapna i wziac go mniej, niz to odpowiada wspomnianym wyzej stosun¬ kom, przyczem jednak wytrzymalosc ta¬ kich wyrobów szybko spada, zwlaszcza w razie odlewania ksztaltek przy pomocy te¬ go spoiwa w konsystencji „plastycznej" lub „mokrej". Okres utwardzania i stosunek ilosci wapna i kwasu krzemowego najlepiej dobrac w ten sposób, aby co najmniej 60% calego zawartego w spoiwie kwasu krzemo¬ wego wchodzilo w reakcje z zasadami, two¬ rzac hydrokrzemiany. Jako spoiwo' w gre wchodza przytem takie tylko czasteczki wapna i kwasu krzemowego, które daja sie przesiac przez sito o 14000 oczek na 1 cm2.W kazdym razie nalezy o- ile moznosci cale wapno przeprowadzic w postac hydrokrze- mianu.Stwierdzono równiez, ze zapomoca pew- / — 2 —nych domieszek, zwlaszcza cukrów, mozna uzyskac wieksza wytrzymalosc ksztaltek, a zarazem skrócic nieco okres utwardzania ich. Cukier nadaje masie równiez wieksza rozciagliwosc. Inne domieszki np. szklo wodne, obojetny lub zasadowy chlorek wapniowy, azotan wapniowy i inne sole wapniowe, dalej sole metali lub domieszki, tworzace takie sole (kwasy), powoduja równiez, jak wykazaly próby, skrócenie okresu utwardzania masy, ale, jak sie zda¬ je, tylko przy mieszaninach, bogatszych w wapno, poteguja wytrzymalosc masy. Dla przykladu mozna podac nastepujace wyni¬ ki prób.Spoiwo sklada sie z 60% gliny, zawie¬ rajacej 50% kwasu krzemowego, i z 40% gaszonego na sucho wapna o zawartosci okolo 80% czynnego wodorotlenku wap¬ niowego. Ze spoiwa tego wykonano kilka kostek, skladajacych sie z 1 czesci wago¬ wej spoiwa i 3 czesci wagowych piasku normalnego, i utwardzono je w ciagu mniej wiecej 10 godzin pod cisnieniem 11 atm, przy, zawartosci wody, wynoszacej 32%, co mniej wiecej odpowiada „konsystencji wilgotnej ziemi" (nadajacej sie na pro¬ dukty ubijane lub prasowane maszynowo); stwierdzono przytem nastepujaca wytrzy¬ malosc na sciskanie: bez domieszki 500 kg/cm2 z domieszka 2% cukru (w sto¬ sunku do spoiwa) 640 ,, z 2% CaCl2 (w stosunku do spoiwa) 420 „ W kostkach bez domieszki znajdowala sie mala ilosc wolnego wapna, okolo 1,5% calej zawartosci wapna, a w pozostalych kostkach nie bylo wolnego wapna. Z po¬ wodu niekorzystnego wyniku z domieszka CaCI2 sporzadzono nowe spoiwo, skladaja¬ ce sie z 55% gliny i 45% gaszonego na su¬ cho wapna, przyczem równiez wytrzymalosc kostek bez domieszki wynosila 495 kg/cm2, a z domieszka 2% CaCt2 — 625 kg/cm2.Przy wiekszej ilosci wody, wynoszacej bo¬ wiem 50% wagi spoiwa (mniej wiecej pla¬ styczna konsystencja) otrzymano bez do¬ mieszki CaCl2 wytrzymalosc na sciska¬ nie = 315 kg/cm2, a z domieszka 2% CaCl2 wytrzymalosc = 370 kg/cm2.Mimo, ze sole wapienne zdaja sie wy¬ magac, w celu oddzialywania ich na po¬ wiekszenie sie wytrzymalosci a zarazem skrócenia okresu utwardzania masy, zwiek¬ szonej zawartosci wapna, to jednak nalezy je czasami przedkladac nad cukry, gdyz cukry przy uzyciu nieprawidlowo gaszone¬ go wapna moga wywolywac niepozadane podczas okresu utwardzania masy gaszenie sie tegoz wapna, co moze spowodowac two¬ rzenie sie w wyrobach rys i t. d., prawdo¬ podobnie wskutek tego, ze ksztaltki zaczy¬ naja „wiazac" i twardniec dopiero przy stosunkowo Wysokiem cisnieniu pary.Sole wapienne i szklo wodne nadaja ksztaltkom, jak sie zdaje, przy nieprawi¬ dlowo gaszonem wapnie, juz w poczatko- wem stadjum procesu utwardzania zapo- moca pary taka wytrzymalosc, ze zapobie¬ ga to powiekszeniu objetosci i tworzeniu sie rys.Przy wytwarzaniu tego nowego spoiwa lub zawierajacych je wyrobów przyprawia¬ nie i mieszanie masy moze sie odbywac oczywiscie w rozmaity sposób. Tak np. mozna gline wysuszyc, a nastepnie wraz z gaszonem lub niegaszonem wapnem zemlec na suche spoiwo, albo dodajac wieksza ilosc wody (ewentualnie po „wymoczeniu gliny"), zmieszac ja z wapnem recznie lub w odpowiedniej mieszarce np. w gniotow¬ niku walkowym, mlynie kulowym, beto¬ niarce i t. d.W pewnych przypadkach moze sie oka¬ zac stosownem dodanie do spoiwa cial wo- dotrwalych i spoiw, twardniejacych w wo¬ dzie, jak np. cementu portlandzkiego, zuzlowego lub podobnego, co ma miedzy innemi ten skutek, ze materjaly te przed - 3 -utwardzeniem ich zapomoca pary Uzysku¬ ja pewien stopien wytrzymalosci i daja sie jeszcze przed utwardzeniem uformowac.Prócz tych materjalów i wspomnianych wyzej surowców naturalnych, jak gliny, skaly i t, d., mozna uzyc takze innych cial, zawierajacych kwas krzemowy, i to zarów¬ no takich, które podobnie, jak glina, od - szczepiaja od siebie podczas procesu kwas krzemowy, jak i tych, które od poczatku przedstawiaja sie jako' mniej lub bardziej czysta krzemionka. Jako takie ciala wcho¬ dza w gre np. wszelkiego rodzaju zuzle, krzemionkowe odpadki przemyslowe i inne.Spoiwo omawiane daje sie z korzyscia uzyc do wyrobu wszystkich takich ksztal¬ tek, jakie pierwej byly sporzadzane z za¬ stosowaniem cementu lub innych spoiw, a maja taka wielkosc i ksztalt, ze nadaja sie do obróbki hydrotermicznej. Zamiast czy¬ stego wapna mozna do spoiw uzyc takze tak zwanego wapna dolomitowego.Oprócz ksztaltek, wymienionych po¬ przednio, wytwarza sie w opisany sposób wyroby, zawierajace azbest lub inne ciala wlókniste, plyty pumeksowe i zuzlowe, be¬ ton porowaty, beton trocinowy i t. d.Wszystkie przedmioty, w ten sposób wy¬ tworzone, odznaczaja sie w porównaniu z innemi podobnemi, lecz inaczej wytworzo- nemi przedmiotami, duza wytrzymaloscia i trwaloscia, nieznacznem kurczeniem sie i tanioscia. PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania ksztaltek ce¬ mentowych, znamienny tern, ze jako spoi¬ wo sluzy mialko rozdrobiona mieszanina palonego lub gaszonego wapna (zwyklego lub dolomitowego) z materjalami niewypa- lonemi, które zawieraja co najmniej 35% kwasu krzemowego, glównie w postaci mie¬ szaniny wolnej krzemionki i krzemianu gli¬ nowego lub innych zwiazków, odszczepia- jacych od siebie kwas krzemowy.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. i, znamien¬ ny tern, ze stosunek rzeczywistej zawarto¬ sci CaO (lub CaO plus MgO) do calkowi¬ tej zawartosci kwasu krzemowego w spoi¬ wie jest dobrany tak, aby 1 czesc wagowa krzemionki (Si02) odpowiadala 0,6 — 1,4 czesci wagowych CaO lub, CaO i MgO ra¬ zem.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tern, ze materjal krzemionkowy w calosci lub w czesci sklada sie z gliny lub podobnych materjalów albo z krzemionko¬ wych odpadków przemyslowych, wzgled¬ nie latwo odszczepiajacych od siebie kwas krzemowy.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1 — 3, zna¬ mienny tern, ze do spoiwa dodawane sa ciala, które ulatwiaja reakcje miedzy wap¬ nem i kwasem krzemowym i zwiekszaja wytrzymalosc mieszaniny lub polepszaja jej konsystencje, jak np. sole metali, sole wapniowe, materjaly, tworzace takie sole, jak kwasy, rozpuszczalne krzemiany, cukry it. d.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tern, ze stosuje sie spoiwo o spe- cjalnem rozdrobieniu, a mianowicie o wiel¬ kosci ziarn ponizej 0,05 mm.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1 — 5, zna¬ mienny tern, ze nadawanie ksztaltu przed¬ miotom wytworzonym uskutecznia sie przez odlewanie masy.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1 — 6, zna¬ mienny tern, ze utwardzanie uskutecznia sie przy pomocy pary wysokopreznej.
8. 8. Sposób wedlug zastrz. 1 — 7, zna¬ mienny tern, ze do spoiwa dodaje sie ciala wodotrwalegO' lub materjalu wiazacego, twardniejacego z woda, w takiej ilosci, iz masa jeszcze przed jej utwardzeniem hy- drotermicznem nabiera takiej wytrzyma¬ losci, iz daje sie ksztaltowac. Karl Ivar Anders Eklund. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawikiego i Ski, Warszawa. PL