PL80238B1 - - Google Patents

Description

Sposób wytwarzania spoiw hydraulicznych do produkcji betonów Sposób dotyczy wytwarzania spoiw hydraulicznych do produkcji betonów. Znane jest wytwarzanie cementów portlandzkich oraz spoiw hydraulicznych otrzymywanych przez aktywizowanie alkaliami specjalnie dobranych glin lub zuzli wielkopiecowych. Otrzymane z tymi cementami i spoiwami betony posiadaja wytrzyma¬ losc na sciskanie nie przekraczajaca 600 kG/cm2.Sposób wytwarzania spoiw hydraulicznych wedlug wynalazku polega na równoczesnym zmieleniu zuzli pomiedziowych, najkorzystniej granulowanych, z dodatkiem aktywatora w postaci stalej, który stanowia zwiazki metali alkalicznych wzglednie na wprowadzeniu aktywatora w postaci roztworu wodnego zwiazków metali alkalicznych po uprzednim zmieleniu zuzli. Jako aktywatory korzystnie stosuje sie weglan sodowy, weglan potasowy, kwasny weglan sodowy, kwasny weglan potasowy, wodorotlenek sodowy, wodorotlenek potasowy, szklo wodne w postaci stalej lub w postaci roztworu wodnego oraz kompozycje wymienionych wyzej zwiazków.Mosc dodawanego aktywatora w stosunku do masy zuzla wynosi 3—10% wagowych w przeliczeniu na tlenek sodowy lub tlenek potasowy. W przypadku stosowania kwasnych zuzli pomiedziowych korzystne dzialanie aktywizujace wykazuja wodorotlenek lub tlenek wapnia w polaczeniu z weglanami lub wodorotlenkami alka¬ licznymi. Wodorotlenek lub tlenek wapniowy wprowadza sie do spoiwa w czasie mielenia zuzla. W przypadku wprowadzenia w czasie mielenia zuzla tlenku lub wodorotlenku wapniowego nie moze byc stosowane równoczes¬ nie jako aktywator alkaliczny szklo wodne ze wzgledu na pecznienie betonów. Korzystnie jako aktywatory, kwasnych zuzli pomiedziowych stosuje sie wodorotlenki alkaliczne i szklo wodne. Bardzo dobre wyniki uzyskuje sie stosujac mieszaniny szkla wodnego i wodorotlenku alkalicznego. Szklo wodne z dodatkiem NaOH moze byc wykorzystywane jako aktywator zuzli obojetnych i zasadowych. Dodatek wodorotlenku alkalicznego do szkla wodnego powinien byc tym wiekszy, a wiec modul krzemianowy szkla tym nizszy, im bardziej zasadowy stosuje sie zuzel. We wszystkich tych przypadkach dzialanie szkla wodnego polega na reakcji, wydzielajacego sie na skutek jego hydrolizy, wodorotlenku sodowego lub potasowego ze skladnikami zuzla, przy czym powstajacy równoczesnie silnie zdyspergowany, koloidalny zel krzemionkowy dziala zarodnikujaco i wchodzi w reakcje glównie z jonami wapniowymi, tworzac nowe fazy spajajace tworzywo.Dla zuzli obojetnych lub zasadowych jako aktywatory moga byc stosowane z dobrym skutkiem weglany2~ 80 233 metali alkalicznych, jak weglan sodu i potasu. Dzialanie weglanów metali alkalicznych' m zuzle obojetne i nasadowa, zawierajace stosunkowo duzo tlenku wapniowego polega na utworzeniu weglanu wapniowego i wodorotlenku sodu lub potasu, które nastepnie reaguje z pozostalymi skladnik&ml zuzla.Dla zuzli kwasnych aktywizowanych weglanami metali alkalicznych pozadany jest dodatek tlenku lub wodorotlenku wapniowego, który reagujac z weglanem sodowym lub potasowym wydziela w wyniku reakcji wymiany lug sodowy wzglednie potasowy, bardziej aktywny w stosunku do zuzla niz weglan. Wydzielajacy sie równoczesnie w wyniku reakcji wymiany weglan wapniowy dziala zarodnikujace ora;: uszczelnia tworzaca sie strukture nowych faz, poprawiajac wlasnosci wytrzymalosciowe oraz mrozoodpornosc tworzywa. Korzystne dzialanie aktywizujace w przypadku zuzli kwasnych wykazuja równiez wodorotlenki metali alkalicznych w pola czeniu z tlenkiem lub wodorotlenkiem wapnia. Otrzymane tym sposobem spoiwo hydrauliczne moze hyc dostarczane na teren budowy w workach lub dostarczane luzem do zakladów prefabrykacji betonowej.Sposobem wedlug wynalazku mozna takze, po zmieleniu samego zuzla pomiedziowego granulowanego, wprowadzic do niego wodny roztwór aktywatora. Moze to byc jeden z tych zwiazków, które opisano powyzej lub kompozycje tych zwiazków. Ilosc wprowadzonego aktywatora wynosi równiez 3—10% wagowych w stosun¬ ku do masy zuzla w przeliczeniu na tlenek sodowy lub potasowy. Wodny roztwór aktywatora dodaje sie w tym przypadku podczas sporzadzania betonu. Proces wiazania i twardnienia spoiwa hydraulicznego wedlug wyna lazku, a przez to i betonu, polega glównie na powstawaniu w wyniku reakcji chemicznych, zachodzacych pomiedzy zmielonym zuzlem pomiedziowym a zwiazkiem chemicznym, zawierajacym pierwiastek alkaliczny, niskozasadowych hydrokrzemianów typu CSH, uwodnionych niskozasadowych glinianów i glinokrzemianów typu hydrogranatów, kalcytu, hydrokrzemianów magnezu, mieszanych zwiazków sodowo- potasowych typu HNaCaSi04 i alkalicznych uwodnionych glinokrzemianów typu hydronefelinu, analcymu i natrolitu. Te reakcje zachodza tym latwiej irn wiecej fazy szklistej zawiera zuzel pomiedziowy. Poniewaz zuzel granulowany zawiera duzo fazy szklistej, stad najbardziej nadaje sie on do zastosowania w sposobie wedlug wynalazku.Otrzymany przy uzyciu spoiwa hydraulicznego beton charakteryzuje sie wysokimi parametrami wytrzyma¬ losciowymi—wytrzymalosc na sciskanie dochodzi do 1000 kG/cm2 — duza mrozoodpornoscia i znacznie wyzsza odpornoscia na korozje chemiczna w porównamiu z innymi betonami. Ponadto betony te sa znacznie tansze niz betony z cementami portlandzkimi i hutniczymi dlatego, ze przy ich wytwarzaniu pomija sie takie procesy, jak przygotowanie surowca i wypalanie klinkieru.Przyklad I. Zmielono zuzel pomiedziowy granulowany o nastepujacym skladzie chemicznym: Skladnik % udzialu Si02 43,13 Fe203 12,60 Al203 ,40 GaO 17,30 MgO 6,60 KjO+Na^O 2,86 Powierzchnia wlasciwa zmielonego zuzla wynosila 2500 cm2/g wedlug Blaine'a. 1 kg zuzla zmieszano nastepnie z 3 kg piasku normowego, po czym kolejne próby zarobiono: wodnym roztworem Na2 CO < wodnym roztworem NaOH wodnym roztworem szkla wodnego wodnym roztworem mieszaniny szkla wodnego i NaOH Ilosc roztworu wodnego zawierajacego aktywatory wynosila w kazdym przypadku 0,375 I w stosunku do 1 kg zuzla.Roztwory NaOH i Na2C03 sporzadzono z odczynników chemicznych czystych i wody pitnej. Do badan uzyto technicznego roztworu szkla wodnego. Po zaformowank; mieszanine poddano przyspieszonemu dojrzewa¬ niu poprzez naparzanie w temperaturze 358°K w ciagu 8 godzin. Badania wytrzymalosciowe uzyskanych mate¬ rialów przeprowadzono bezposrednio po ostygnieciu. Wytrzymalosc materialów w zaleznosci od rodzaju i Ilosci aktywatora przedstawia tabela 1.Tabela 1 Rodzaj aktywatora 1.Na2C03 2. NaOH 3. Szklo wodne 4. Szklo wodne J + NaOH Ilosc substancji suchej aktywatora na 1 kg zuzla 0,04 0,05 0,092 0,092 0,02 Wytrzymalosc prób kG/cm2 na uginanie 19,8 40,0 59,0 72,0 na sciskanie * 89 220 440 75080 628 3 Przyklad II. Zmielono zuzel pomiedziowy granulowany o skladzie jak w przykladzie I. Powierzchnia wlasciwa zmielonego zuzla wynosila 3300 crrr/g wedlug Blaine'a. Zuzel zmieszano z piaskiem i kolejno aktywi¬ zowane dodatkami tymi samymi jak w przykladzie I, a nastepnie przeprowadzono w analogicznych warunkach przyspieszone dojrzewanie. Badania wytrzymalosciowe przeprowadzono bezposrednio po ostygnieciu materialu.Wytrzymalosc materialów przy tych samych rodzajach i ilosciach aktywatorów co w przykladzie I przedstawia tsbela 2.Tabela 2 _ - Rodzaj aktywatora 1. Na2C03 2. NaOH 3. Szklo wodne & Wytrzymalosc prób kG/cm2 na zginanie 27 ,5 85 4. Szklo wodne + NaOH 85 na sciskanie 105 200 649 823 Przyklad III. Zmielono zuzel pomiedziowy granulowany o skladzie jak w przykladzie I. Po¬ wierzchnia wlasciwa zmielonego zuzla wynosila 4500 cm2 /g wedlug Blaine'a. Z zuzlem przeprowadzono te same operacje jak w przykladzie I i II, aktywizowano go tymi samymi aktywatorami iw tej samej ilosci oraz poddano takiemu samemu dojrzewaniu. Wytrzymalosc uzyskanych materialów przedstawia tabela 3.Tabela 3 Rodzaj aktywatora 1. Na2C03 2. NaOH 3. Szklo wodne Wytrzymalosc prób kG/cm2 na zginanie 52 58 94 4. Szklo wodna + NaOH 100 na sciskanie 275 398 606 1005 Przyklad IV. Zmielono zuzel pomiedziowy granulowany o skladzie jak w przykladzie I. Powierzchnia wlasciwa zmielonego zuzla wynosila 3300 cm2/g wedlug Blaine'a. Zuzel zmieszano z piaskiem i aktywizowano tymi samymi aktywatorami i w tej samej ilosci jak w przykladzie J po czym mieszanine poddano suszeniu goracym powietrzem w temperaturze 378°K. Badania wytrzymalosciowe przeprowadzono bezposrednio po wystygnieciu. Wytrzymalosc uzyskanych materialów przedstawia tabela4, , Tabela 4 Rodzaj aktywatora Wytrzymalosc prób kG/cm2 na zginanie 1. 2. 3. 4.Na2C03 NaOH Szklo wodne Szklo wodne + Na' 17 22 ,5 bH 30,5 na sciskanie 82 270 435 430 Przyklad V. Zmielono zuzel pomiedziowy granulowany o skladzie jak w przykladzie I. Powierzchnia wlasciwa zmielonego zuzla wynosila 3300 cm2/g wedlug Blaine'a. 435 g zuzla zmieszano z 15 g wapna hydraty¬ zowanego, 1,5 kg piasku i roztworem wodnym, zawierajacym 22,5 g Na2 C03. Ilosc roztworu wodnego wynosila 0,375 1/1 kg mieszaniny zuzla i wapna. Po zaformowaniu próbki poddano przyspieszonemu dojrzewaniu naparza¬ jac przez 8 godzin w temperaturze 358° K. Wytrzymalosc uzyskanych materialów przedstawia tabela 5.4 80 238 Tabela 5 Wytrzymalosc prób kG/cm na zginanie | na sciskanie 37 265 Przyklad VI. Ta sama próbka co w przykladzie V zostala po zaformowaniu poddana suszeniu w tem¬ peraturze 378° K. Wytrzymalosc uzyskanych materialów przedstawia tabela 6.Tabela 6 Wytrzymalosc prób kG/cm na zginanie | na sciskanie T 17,1 231 PL

Claims (7)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób wytwarzania spoiw hydraulicznych do produkcji betonów, znamienny tym, ze zuzle pomiedzio¬ we, najkorzystniej granulowane, aktywizuje sie przez równoczesne ich zmielenie z dodatkiem aktywatora w po¬ staci stalej, który stanowia zwiazki metali alkalicznych, ewentualnie w polaczeniu z tlenkiem wapniowym lub wodorotlenkiem wapniowym, ewentualnie do zmielonych zuzli pomiedziowych wprowadza sie wodny roztwór aktywatora, stanowiacego zwiazki metali alkalicznych, przy czym ilosc aktywatora w stosunku do masy zuzla wynosi 3—10% wagowych w przeliczeniu na tlenek sodowy lub potasowy.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny t/m, ze jako zwiazek metalu alkalicznego stosuje sie wodorotlenek metalu alkalicznego.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako zwiazek metalu alkalicznego stosuje sie weglan metalu alkalicznego.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako aktywator stosuje sie kompozycje weglanów i wodoro¬ tlenków metali alkalicznych.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako zwiazek metalu alkalicznego stosuje sie szklo wodne.
6. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako aktywator stosuje sie mieszanine szkla wodnego i wodorotlenku metalu alkalicznego.
7. 7. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze jako aktywator stosuje sie mieszanine szkla wodnego i weglanu metalu alkalicznego. Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 45 zl PL