PL78068B1 - - Google Patents

Description

Srodek przyspieszajacy w^zanie i twardnienie zapraw cementowych i betonów Wynalazek dotyczy srodka przyspieszajacego wiazanie zapraw cementowych i betonu o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego.Cement portlandzki, a w ogóle cementy o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego stanowia hydrauliczne srodki wiazace o powolnym wiazaniu, lecz o doskonalej wytrzymalosci mechanicznej. Czesto jednak zachodzi potrzeba stosowania hydraulicznych srodków wiazacych wykazujacych krótki czas wiazania oraz wysoka wytrzymalosc mechaniczna juz po uplywie 24 godzin.Znane sa liczne dodatki przyspieszajace wiazanie cementów w celu nadania im lepszych cech wytrzymalos¬ ciowych i szybszego wiazania. Stwierdzono, np., ze przy uzyciu chlorków, siarczanów lub azotanów uzyskuje sie dobre wyniki, lecz zwiazki te na ogól powoduja korozje metali w betonach zawierajacych te skladniki. Inne znane srodki powodujace natychmiastowe twardnienie swiezych zapraw i betonów, np. krzemiany metali alkalicznych, sa stosowane jedynie w zaprawach wykladzinowych lub w zaprawach wiazacych elementy kons¬ trukcyjne, w proporcji co najmniej 5% wagowych w stosunku do zaprawy cementowej. Wiadomo równiez z francuskich opisów patentowych nr 1243946 i nr 1377203, ze aniony kwasnych weglanów (HC03) przyspie¬ szaja wiazanie cementów magnezowych i glinowych.Wiadomo równiez, ze liczne organiczne kwasy hydroksylowe oraz ich sole dzialaja jako srodki opózniajace wiazanie oraz zwiekszajace plynnosc cementów portlandzkich.Dotychczas jednak nie znaleziono srodka, który nie powodowalby korozji, a jednoczesnie przyspieszal wiazanie cementów portlandzkich i zwiekszal ich wytrzymalosc mechaniczna w zadowalajacy sposób juz po uplywie 24 godzin.Stwierdzono, ze srodek wedlug wynalazku, nadaje zaprawom lub betonom z cementu portlandzkiego wyzej wymienione wlasciwosci.Srodek wedlug wynalazku przyspieszajacy wiazanie i twardnienie zapraw cementowych i betonów z cemen¬ tów portlandzkich i innych cementów o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego sklada sie w proporcji wagowej w stosunku do cementu z 0,5-5% kwasnego weglanu metalu alkalicznego, 0,05—2% soli metalu alkalicznego karboksylowego kwasu hydroksylowego, 0,5—5% krzemianu metalu alkalicznego o stosunku molo¬ wym Si02/M20 0,5-4, gdzie symbol M oznacza metal alkaliczny.2 78 068 Wprowadzenie srodka wedlug wynalazku do cementu portlandzkiego przyspiesza jego wiazanie oraz zwieksza wytrzymalosc mechaniczna po uplywie 24 godzin z 50% do 120%, nie obnizajac, tych wlasciwosci, po uplywie dluzszego czasu oraz pozwala zachowac odpowiednia przydatnosc robocza zaprawy i betonu, zwlaszcza w obróbce masowego lania betonu.Poszczególne skladniki srodka jak juz wspomniano byly stosowane w cementach, jednakze zaden z tych skladników uzyty oddzielnie nie dawal zadowalajacych wyników.Stwierdzono podczas prób, ze zachowanie kwasnego weglanu metali alkalicznych w proporcjach wagowych w stosunku do cementu portlandzkiego 0,5—5% przyspiesza wiazanie cementu w taki sposób, ze zestalenie sie lanej zaprawy lub betonu zawierajacego tez dodatek, jest praktycznie natychmiastowe, co utrudnia zastosowanie go do zapraw i betonów cementowych. Ponadto dodatek tych weglanów znacznie obniza wytrzymalos^ mechaniczna cementu po uplywie 24 godzin.Stwierdzono równiez, ze dodanie srodka dwuskladnikowego skladajacego sie z kwasnego weglanu metali alkalicznych w proporcji wyzej wymienionej oraz soli metalu alkalicznego hydroksylowego kwasu karboksylowe- go w proporcji wagowej w stosunku do cementu 0.05—2%, znacznie opóznia wiazanie i dziala jako srodek zwiekszajacy plynnosc zaprawy lub betonu, co umozliwia uzyskanie zadanej przydatnosci roboczej. W tym przypadku, kwasne weglany przestaja dzialac przyspieszajaco i czas wiazania zaprawy jest zblizony do czasu wiazania cementów bez domieszek, przy czym wytrzymalosc mechaniczna zaprawy po uplywie 24 godzin jest mniejsza o 25-30%.Okazuje sie, ze zestawienie trzech skladników wedlug wynalazku w odpowiedniej proporcji jest niezbedne do uzyskania dobrych wlasciwosci cementu, to jest utrzymania dobrej przydatnosci do obróbki, przyspieszenia wiazania oraz uzyskania dobrej wytrzymalosci mechanicznej juz po uplywie 24 godzin, która po dluzszym czasie nie ulega obnizeniu.Podkresla sie, ze wlasciwosci, jakie wykazuje cement z dodatkiem srodka wedlug wynalazku, nie mozna bylo przewidziec na podstawie znanego dzialania poszczególnych skladników.Cementy portlandzkie oraz inne cementy o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego, do których odnosi sie wynalazek, sa cementami w których klinkier z domieszka gipsu stanowia co najmniej 80% wagowych.Jako inne domieszki stanowiace najwyzej 20% wagowych wymienia sie, np. lotne popioly z elektrocieplowni, puzzolany i zuzel wielkopiecowy lub mieszaniny tych produktów.W przypadku stosowania cementu do sporzadzania zapraw lub betonu, rodzaj, proporcja oraz uziarnienie stosowanych skladników moga sie wahac w szerokich granicach.Srodek wedlug wynalazku w postaci mieszaniny trzech sproszkowanych produktów, to znaczy kwasnego weglanu metalu alkalicznego, krzemianu metalu alkalicznego i soli organicznego kwasu hydroksylowego o drob¬ nym przemiale, korzystnie ponizej 160 n mozna wprowadzic do cementu podczas przemialu i mieszania poszczególnych skladników w cementowni lub po ich przemiale i zmieszaniu. Srodek wedlug wynalazku mczna równiez zmieszac z cementem i innymi skladnikami lub z samym cementem przed jego uwodnieniem lub wprowadzic do wody przeznaczonej do zarabiania zaprawy przed zmieszaniem wszystkich jej skladników. W tym przypadku do srodka wedlug wynalazku korzystnym jest dodanie skladnika obojetnego wzgledem cementu, tak Jak wytracona krzemionka, w celu utrzymania wilgoci w zaprawie.Jako krzemian metalu alkalicznego stosuje sie krzemian sodu lub potasu o stosunku molowym Si02/M20 0,5-4, korzystnie 0,5-2, przy czym zwiazek ten dodaje sie w ilosci 0,5—5% wagowych w stosunku do cementu.Jako sól organicznego kwasu hydroksylowego korzystnie stosuje sie sól metalu alkalicznego kwasu winowego lub glukonowego, przy czym mozna równiez stosowac sól alkaliczna kwasów: cytrynowego, mlekowego, jablkowego lub salicylowego. Sól organicznego kwasu hydroksylowego stosuje siew ilosci 0,05-2% wagowych w stosunku do cementu.Nizej podany przyklad objasnia wynalazek nie ograniczajac jego zakresu.P r z y k l a d. Srodki o róznym skladzie wprowadzono do zapraw cementowych o skladzie: piasek wedlug francuskiej normy NFP 15403 1350 g cement portlandzki sztuczny lub podobny 450 g woda 225 g Zaprawe wytwarzano wedlug francuskiej normy NF P 15403. Srodek wedlug wynalazku uprzednio wprowadzano do wody przeznaczonej do zarabiania zaprawy.W nizej podanych tablicach przydatnosc do obróbki okreslano stosunkiem wspólczynnika rozprowadzenia zaprawy zawierajacej srodek wedlug wynalazku do wspólczynnika rozprowadzenia zaprawy porównawczej bez dodatku mieszanki. Wspólczynnik rozprowadzania okreslano za pomoca próbki w ksztalcie scietego stozka poddanej ubijaniu przez 15 kolejnych wstrzasów metoda „flow test" jako róznice pomiedzy srednica78 068 3 rozprowadzonej zaprawy a srednica podstawy scietego stozka wynoszaca 8 cm. Czas wiazania zaprawy cemento¬ wej mierzono za pomoca igly Vicata, wedlug francuskiej normy Nr 15431, w temperaturze 20°C, w atmosferze o pelnym stopniu nasycenia wilgocia. Wytrzymalosc na sciskanie mierzono na próbkach pryzmatycznych o;wymiarach 4 X 4 X 16 cm, wedlug francuskiej normy NF P 15401.Badane srodki wprowadzano do nastepujacych zapraw.Próbka A: zaprawa wedlug NF P 15403 zawierajaca mieszanine sztucznego cementu portlandzkiego z lotnymi popiolami pochodzacymi z elektrocieplowni; oznaczano w przykladzie symbolem CPAC 325.Próbka B: zaprawa wedlug normy NF P 15403 zawierajaca mieszanine sztucznego cementu portlandzkiego z zuzlem wielopiecowym; oznaczono w przykladzie symbolem CPAC 325.Próbka C: zaprawa wedlug normy NF P 15403 zawierajaca sztuczny cement portland7ki, oznaczono w przykladzie symbolem CPA 325.W przykladzie uzyto srodki o nizej podanych proporcjach skladników w% wagowych w stosunku do cementu zawartego w powyzszych próbach oznaczonych symbolami A, B i C Srodek I o skladzie: Próbka A krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02/Na20 1 :1 kwasny weglan sodu winian sodowopotasowy Srodek II o skladzie: Próbka A krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02/Na20 1 :1 kwasny weglan sodu glukcnian sodu Srodek 111 o skladzie: Próbka B krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02/Na20 1 :1 kwasny weglan sodu * winian sodowopotasowy Srodek IV o skladzie: Próbka B krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02/Na20 1 :1 kwasny weglan sodu glukonian sodu Srodek V o skladzie: Próbka C krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02/Na20 1 :1 kwasny weglan sodu cytrynian sodu Srodek VI o skladzie: Próbka C krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym Si02Na20 1 :1 kwasny weglan sodu mleczan sodu srodek VII o skladzie: Próbka C krystaliczny pieciowodny krzemian sodu o stosunku molowym SiOj/NajO 1 :1 kwasny weglan sodu salicylan sodu 2% wagowych ¦2% wagowych 0,1% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 0,06% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 0,1% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 0,06% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 1 % wagowych 2% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 2% wagowych 0,5% wagowych Wyniki badania otrzymanych zapraw podano w tablicach I i II.4 78 068 Jak widac z powyzszych tablic srodek wedlug wynalazku moze byc korzystnie stosowany do zapraw szybko wiazacych i betonów, szczególnie do betonów zbrojonych, drogowych, prefabrykowanych, sprezonych oraz do plynnych zapraw, cementowych, zawierajacych cement portlandzki lub inny cement o duzej zawartosci krzemianu trójwapniowego. Srodek wedlug wynalazku stosuje sie szczególnie korzystnie do betonów zbrojonych i sprezonych ze wzgledu na ich wyrazne wlasciwosci antykorozyjne. PL PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Srodek przyspieszajacy wiazanie i twardnienie zapraw cementowych i betonów, zawierajacych cement portlandzki lub inne cementy o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego, znamienny tym, ze sklada sie w proporcji wagowej w stosunku do cementu z 0,5—5% kwasnego weglanu metalu alkalicznego, 0,05-2% soli metalu alkalicznego karboksylowego kwasu hydroksylowego, 0,5—5% krzemianu metalu alkaliczne¬ go o stosunku molowym Si02/M20 0,5—4, gdzie symbol M oznacza metal alkaliczny. 2. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze zawiera krzemian metalu alkalicznego w stosunku molowym Si02/M20 0,05-

2.

3. Srodek wedlug zastrz. 1,znamienny tym, ze jako sól metalu alkalicznego kwasu karboksylowego zawiera sól metalu alkalicznego kwasu winowego, glukonowego, mlekowego, jablkowego lub salicylowego. Ta b I i ca I Urabialnosc betonu Poczatek wiazania Zakonczenie wiazania ii n ii o- 1 dzien 3 dni 7 dni 28 dni 30dni Próbka A CPAC 1 4 godz. 30 min. 5 godz. 45 min. 96 259 321 382 455 Srodek I 1 1 godz. 30 min. 2 godz. 45 min. 197 284 325 410 440 Srodek II 1 2 godz. 40 min. 4godz. 210 295 336 437 455 Próbka B CPAC 1 4 godz. 50 min. 6 godz. 20 min. 63 187 292 406 467 Srodek III 1 1 godz. 45 min. 3 godz 95 205 315 444 460 Srodek IV 1 3 godz. 4 godz. 30 min. 110 220 330 465 475 Ta b I i ca II Urabialnosc betonu Poczatek wiazania Zakonczenie wiazania 0) f* § .o 22 ±L Q- 1 dzien 3 dni 7 dni 28 dni Próbka C CPA 1 4 godz. 45 min. 6 godz. 89,5 264 309 463 Srodek V 1,05 2 godz. 4 godz. 30 min. 150 280 302 455 Srodek VI 0,90 1 godz. 10 min. 1 godz. 30 min. 135 263 295 399 Srodek VII 0,94 1godz. 25 min. 1 godz. 45 min. 140 272 301 415 Prac. Poligraf. UPPBL. Naklad 120 + 18egz. Cena 10 zl PL PL PL