PL81259B1 - - Google Patents

Description

Sposób przyspieszenia wiazania cementów Przedmiotem wynalazku jest sposób przyspiesza¬ nia wiazania cementu portlandzkiego i innych ce¬ mentów o wysokiej zawartosci krzemianu trój¬ wapniowego oraz zapraw i betonów zawierajacych te cementy, przez wprowadzenie dodatków polep¬ szajacych przydatnosc robocza i umozliwiajacych uzyskanie róznego, w zaleznosci od potrzeb, czasu wiazania.Cement portlandzki zawiera jako glówny sklad¬ nik krzemian trójwapniowy o powolnym stopniu wiazania i chociaz przydatnosc robocza oraz cha¬ rakterystyki mechaniczne zapraw i betonów za¬ wierajacych ten cement sa zadowalajace po zakon¬ czeniu procesu wiazania, jednak dla niektórych ce¬ lów czas zapoczatkowania oraz trwania procesu wiazania jest zbyt dlugi.Zachodzi czesto koniecznosc przyspieszenia pro¬ cesu wiazania przez dodanie takiego srodka przy¬ spieszajacego, który nie obniza nadmiernie wlasci¬ wosci betonu, oraz który nie powoduje metalowych elementów zbrojenia stykajacych sie z masa betonu.Znane sa liczne srodki przyspieszajace wiazanie cementów, sposród których gliniany metali wyróz¬ niaja sie dobrymi wlasnosciami wiazacymi, lecz wykazuja te niedogodnosc, ze po wprowadzeniu ich do suchej zaprawy i uwodnieniu, otrzymane zapra¬ wy i betony natychmiast ulegaja zestaleniu, co praktycznie ogranicza stosowanie tych mieszanek.Ponadto otrzymane zaprawy lub betony maja gor¬ sze wlasnosci mechaniczne. 10 15 30 Znane sa równiez, jako srodki opózniajace wia¬ zanie cementów i przedluzajace plynnosc zapraw, wodorotlenowe oraz organiczne kwasy wodorotle¬ nowe ich sole lub estry.W amerykanskim opisie patentowym nr 3433757 przedstawiono sposób polegajacy na jednoczesnym wprowadzeniu do cementu portlandzkiego glinianu metalu i organicznego kwasu hydroksylowego w celu sporzadzenia zapraw tynkowych jako po¬ wierzchniowych warstw ochronnych. Wedlug po¬ wyzszego opisu patentowego stosuje sie do zaprawy dodatek glinianu metalu w ilosci 10—50 czesci oraz alkoholokwasu w ilosci 2—;10 czesci, na 80 czesci cementu portlandzkiego. Taka mieszanina nie mo¬ ze byc stosowana do przyspieszenia wiazania za¬ praw lub betonów, gdyz przydatnosc robocza tych zapraw jest praktycznie bardzo ograniczona.Ze wzgledu ,na wysoki procent glinianu sodowe¬ go, kwas nie jest w stanie zabezpieczyc plynnosci zaprawy i jedynie w malym stopniu obniza dzia¬ lanie glinianu. Praktyczne zastosowanie takiego be¬ tonu lub zaprawy jest bardzo ograniczone.Stwierdzono, ze mieszanina skladajaca sie z gli¬ nianu metalu alkalicznego powodujacego przyspie¬ szenie i zestalenie zaprawy uzyta razem z orga¬ nicznym kwasem hydroksylowym, jego solami lub jego estrami utrzymujacymi plynnosc oraz opóz¬ niajacymi wiazanie zaprawy, w stosunku wagowym 0,5—5p/o glinianu metalu alkalicznego i 0,05—2°/o organicznego kwasu hydroksylowego, lub jego .-soli 812593 81259 4 lub estrów, powoduje wlasciwe przyspieszenie wia¬ zania cementu portlandzkiego lub innego cementu o wysokiej zawartosci krzemianu trójwapniowego w zaprawach i betonach.Jako gliniany metali alkalicznych stosuje sie ko- rzytftfite glinian^, W których stosunek molowy M20/A1203 wynosi 1—2:1, aczkolwiek równiez moz¬ na stosowac gliniany o stosunku molowym Me20/Al203 1—4:1, przyczym Me oznacza fitom me¬ talu alkalicznego.Jako organiczny kwas hydroksylowy stosuje sie korzystnie kwas wmóWy, cytrynowy, glikonowy, jablkowy^" mlekowy, salicylowy i inne, oraz sole tyAi kwasów,* korzystnie metali alkalicznych lub melali ziem alkalicznych, a takze estry tych kwa¬ sów, vw któgych funkcyjne grupy kwasowe lub al¬ koholowe, zastaly**-zeatryfikowane czesciowo lub calkowicie."* ~~—- ** Zazwyczaj glinian metalu alkalicznego i organicz¬ ny kwas hydroksylowy lub jego pochodne miesza sie z odpowiednia iloscia substancji obojetnej wzle- dem cementu, np. wytraconej krzemionki, w celu przyspieszenia zwilzenia mieszaniny.Tak sporzadzona mieszanina wymienionych skladników latwo ulega dyspersji w wodzie slu¬ zacej do sporzadzania zaprawy lub mieszanine wprowadza sie bezposrednio do cementu lub za¬ praw i betonów podczas ich sporzadzania.W wyniku licznych prób uzyskano z cementu portlandzkiego lub innego podobnego, zaprawy i betony o dobrych charakterystykach przez doda¬ nie w odpowiedniej proporcji mieszaniny wedlug wynalazku o odpowiednio dobranym skladzie, umozliwiajac zastosowanie tych zapraw i betonów w róznych ustalonych warunkach.Sposób wedlug wynalazku umozliwia uzyskanie zapraw i betonów o szerokim zakresie ich wlasno¬ sci, obejmujacych wytwarzanie slabszych zapraw o krótkim czasie zapoczatkowania i trwania wiaza¬ nia oraz mocnych zapraw o znacznej przydatnosci roboczej, przewyzszajacej przydatnosc zaprawy bez Ta dodatku srodków przyspieszajacych zwiazanie, przy jednoczesnym przyspieszeniu czasu zapoczatkowa¬ nia i trwania wiazania. Takie zaprawy i betony po calkowitym stezeniu wykazuja dobre wlasnosci mechaniczne oraz nie powoduje korozji metalo¬ wych elementów zbrojenia bedacych z nimi w kon¬ takcie.Nizej podany przyklad objasnia wynalazek, nie ograniczajac jego zakresu.Przyklad. Wykonano szereg prób z zastoso¬ waniem mieszaniny wedlug wynalazku o róznym skladzie jej skladników, stanowiacych glinian so¬ dowy o zawartosci Na2Ó/Al203 w proporcji 1,2:1 oraz rózne organiczne kwasy wodorotlenowe w poszczególnych próbach. Do wszystkich prób uzyto jednakowa zaprawe o skladzie nastepujacym: Piasek 1350 g Cement portlandzki zwykly 450 g Woda 225 g Zaprawe sporzadzono wedlug normy francuskiej N.F.P. 15403, przy czym dodatki zmieszano uprzed¬ nio z woda, przeznaczona do wytworzenia zaprawy.Sklad dodatków do zaprawy i ich ilosc w pro¬ centach wagowych w stosunku do cementu port¬ landzkiego oraz charakterystyke zaprawy dla po¬ szczególnej próby podano w tablicy.Zdolnosc rozprowadzenia zaprawy okreslono przez oznaczenie przydatnosci roboczej wedlug standartowej imetody „flow test". Wedlug'powyz¬ szej metody próbke zaprawy w ksztalcie scietego stozka o srednicy podstawy 8 cm ubijano przez poddanie dzialaniu 15 kolejnych wstrzasów. Zdol¬ nosc rozprowadzania jest wyrazona róznica w cm miedzy srednica rozprowadzonej zaprawy a pier- 35 wotna srednica podstawy scietego stozka. Kontrol¬ na próbka zaprawy bez dodatków wykazuje zwykle zdolnosc rozprowadzania rzedu 3,5—4,5 cm.Pomiaru zwiazania zaprawy dokonywano igla Vicat'a wedlug francuskiej normy N.F.P 15431. 40 Odpornosc na sciskanie mierzono w kostkach pryzmatycznych o wymiarach 4X4X16 (cm), we¬ dlug francuskiej normy N.F.P 15401. blica 10 15 20 25 30 Glinian sodowy (%) 1 0 1 1 1 1,5 1,5 1,5 2 2 2 2 3 Glinian sodowy (%) 1,5 Kwas winowy (% 2 0 0 0,05 0,3 0 0,4 0,4 0 0,2 0,75 1,5 0,8 Winian dwuetylu (%) 0,05 Zdolnosc rozpro¬ wadzenia (cm) 3 4,1 0 0,2 0,8 0 3 4,3 0 3,9 4,3 3,4 6 1 Poczatek procesu zwiazania zaprawy 4 4 h.30' 0 h.30' 0 h.45' 3 h.15' 0 h.15' 0 h.45' 1 h 0 h.10' 1 h. 2 h.30' 2 h.45' 2 h.30' 0 h.24' Zakonczenie procesu zwiazania zaprawy 5 6 h. 1 h.30' 2 h.10' 5 h.30' 0 h.30' 1 h.30' 1 h.40' 0 h.17' 1 h.35' 4 h.20' 4 h.45' 4 h. 0 h.34'81259 6 c.d. tablicy 1 1 1 1,5 1,6 Glinian sodowy (% 2 2 2 Glinian sodowy (%) 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 Glinian sodowy (%) 1,5 1,5 1,5 1,5 Glinian sodowy \ (%) | 1,5 1,5 Glinian sodowy (%) 1,5 1,5 1,5 Glinian sodowy (%) 1,5 1,5 1,5 2 | 3 0,2 0,5 Winian sodowo- potasowy (%) 0,2 0,8 1,6 Kwas cytrynowy (%) 0,1 0,3 0,6 1 1,5 Kwas glikolowy (%) 0,1 0,2 0,5 0,6 Kwas jablkowy (%) 0,5 1 Kwas mlekowy (%) 0,5 1 2 Kwas salicylowy (%) 0,05 0,5 1 2,8 2,9 1,1 2,2 5,7 0,2 0,6 0,8 3,1 1,9 0,9 1,8 4,5 6,6 0,6 0,9 0,5 0,7 1 0,4 4,3 2,3 4 1 h.10' 2 h.50' 0 h.45' 1 h.60' 2 h.20' 0 h.19' 0 h.23' 0 h.20' 1 h. 0 h.45' 12' 2 godz. 40' 3 godz, 40' 3 godz, 20' 0 h.19' 0 h.25' 0 h.22' 0 h.23' 0 h.35' 0 h.22' 0 h.15' 0 h,30' 5 2 h.20' 3 h,50' 1 h.2Q' 2 h.45' 3 h.20' 0 h.28' 0 h.38' 0 h.35' 1 h.30' 1 h.10' 30' 6 h.30 7 godz. 7 godz. 15' 0 h.30' 0 h.40' 0 h.42' 0 h.50' 0 h.50' 0 h.43' 0 h.40' 0 h.45' Dokonane próby wykazaly, ze sposród róznych zastosowanych organicznych kwasów hydroksylo¬ wych kwas winowy jest najbardziej skuteczny, gdyz zapewnia polepszenie przydatnosci roboczej, przy umiarkowanym opóznieniu procesu wiazania zaprawy zawierajacej glinian metalu alkalicznego.Inne kwasy, wykazuja mniejsza przydatnosc robo¬ cza przy krótszym czasie rozpoczecia i trwania wiazania lub zapewniaja dostateczna przydatnosc, ale przy opóznionym czasie rozpoczecia wiazania.Znajduja one jednak zastosowanie na miare ich wlasciwosci, szczególnie w zaprawach o szybkim wiazaniu i malej przydatnosci roboczej. 60 W takich warunkach, glinian metalu doskonale spelnia swoja role silnego srodka przyspieszajace¬ go wiazanie. Stosowany kwas nie moze spelnic swego zadania opózniajacego, lecz dziala zadowala¬ jaco jako srodek polepszajacy plynnosc zaprawy, nadajac w ten sposób zaprawie przydatnosc robo¬ cza niezbedna do wykorzystania jej w krótkim czasie.Wytrzymalosc na sciskanie zaprawy bez do¬ datków wynosi 178 kG/cm2 po uplywie 2 dni, 341 kG/cm2 po uplywie 7 dni i 415 kG/cm2 po uply¬ wie 28 dni.Przy zastosowaniu zaprawy zawierajacej l,5°/o81259 8 glinianu sodowego i 0,6% kwasu winowego odpo¬ wiednie wartosci wynosza: 170 kG/cm2, 348 kG/cm2 i 512 kG/cm2.Polaczenie glinianu sodowego i karboksylowego kwasu hydroksylowego wykazuje ponadto silne dzialanie przeciwkorozyjne na metalowe po¬ wierzchnie. O ile wodny roztwór glinianu nie ko¬ roduje metali, roztwory róznych kwasów koroduja bardzo szybko powierzchnie metali. Stwierdzono, ze poszczególne roztwory zawierajace polaczenie obu zwiazków przedstawionych w tablicy nie koroduja metali. Obecnosc glinianu metalu , alkalicznego uniemozliwia korozje normalnie powodowana przez kwasy.Polaczenie glinianu sodowego i karboksylowego kwasu hydroksylowego wykazuje ponadto dosko¬ nale wlasciwosci przy zastosowaniu zapraw w wa¬ runkach pracy w niskiej temperaturze. Stosujac np. zaprawe z cementu portlandzkiego zawierajaca glinian sodowy i kwas winowy w ilosci odpowied¬ nio 1,05 i 0,4°/o wagowych w stosunku do ilosci ce¬ mentu, sporzadzona ze skladników o temperaturze okolo 0°C i utrzymana w tej temperaturze, stwier¬ dzono, ze proces wiazania rozpoczyna sie po uply¬ wie 1 godz. i 20 min., a konczy sie po uplywie 1 godz. i 45 min., podczas gdy w zaprawie o takim samym skladzie, lecz bez dodatków wedlug wyna¬ lazku, poczatek i zakonczenie procesu wiazania na¬ stepuja odpowiednio po uplywie 7 i 15 godz. Po¬ nadto, zaprawy zawierajace dodatki wedlug wy¬ nalazku w powyzszych warunkach temperatury sa bardziej wytrzymale na sciskanie niz zaprawy bez tych dodatków, jak równiez zaprawy zawierajace jako dodatek chlorek wapnia, który jest powszech¬ nie stosowanym srodkiem przyspieszajacym dla za¬ praw poddawanych dzialaniu niskich temperatur.Próbki sporzadzone i przechowywane w ciagu 24 godzin w temperaturze 4°C, a nastepnie w tem¬ peraturze —5° C, po uplywie 2„ 7 i 28 dni wyka¬ zaly nastepujaca wytrzymalosc na sciskanie: za¬ prawa bez dodatków: 45 kG/cm2, 115 kG/cm2, 187 kG/cm2; zaprawa zawierajaca chlorek wapnia w ilosci 2% wagowych w stosunku do zawartosci cementu: 85 kG/cm2, 171 kG/cm2, 179 'kG/cm2, za¬ prawa zawierajaca glinian sodu oraz kwas wino¬ wy odpowiednio w ilosciach 1,05 oraz 0,4% wago¬ wych w stosunku do zawartosci cementu: 114 kG/cm2, 260 kG/cm2 i 304 kG/cm2.Dodatki wedlug wynalazku stosuje sie z dobrym wynikiem do wytwarzania zapraw o szybkim wia¬ zaniu w tradycyjnych betonach, takich jak beton zbrojony, drogowy, beton do prefabrykatów, beton wstepnie sprezony, cementowa zaprawa wtrysko¬ wa, zawierajacych cement portlandzki lub inny ce¬ ment o wysokiej zawartosci krzemionki trójwap¬ niowej. PL PL PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia pate ntowe 1. Sposób przyspieszania wiazania cementu port¬ landzkiego i innych cementów o wysokiej zawar¬ tosci krzemianu trójwapniowego w zaprawach i betonach, zawierajacych te cementy, przez wprowa¬ dzenie dodatków, znamienny tym, ze wprowadza sie do zaprawy lub betonu 0,5—5% wagowych gli¬ nianu metalu alkalicznego i 0,05—2% wagowych organicznego kwasu hydroksylowego lub jego soli lub estru.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje sie glinian metalu alkalicznego o stosunku molowym Me02/Al203 jak 1—4:1, korzystnie 1—2:1, przy czym Me oznacza atom metalu alkalicznego.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, ze jako organiczny kwas hydroksylowy stosu¬ je sie kwas winowy, cytrynowy,, glikonowy, jablko¬ wy, mlekowy lub salicylowy. OZGraf. Lz. 2310 (120 egz.) Cena 10 zl PL PL PL PL