RU2543016C2 - Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы - Google Patents

Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы Download PDF

Info

Publication number
RU2543016C2
RU2543016C2 RU2012126054/03A RU2012126054A RU2543016C2 RU 2543016 C2 RU2543016 C2 RU 2543016C2 RU 2012126054/03 A RU2012126054/03 A RU 2012126054/03A RU 2012126054 A RU2012126054 A RU 2012126054A RU 2543016 C2 RU2543016 C2 RU 2543016C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
composition according
granules
particles
concrete
dry
Prior art date
Application number
RU2012126054/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2012126054A (ru
Inventor
Пентти ВИРТАНЕН
Original Assignee
Каутар Ой
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каутар Ой filed Critical Каутар Ой
Publication of RU2012126054A publication Critical patent/RU2012126054A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2543016C2 publication Critical patent/RU2543016C2/ru

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B14/00Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B14/02Granular materials, e.g. microballoons
    • C04B14/04Silica-rich materials; Silicates
    • C04B14/10Clay
    • C04B14/106Kaolin
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/10Coating or impregnating
    • C04B20/1018Coating or impregnating with organic materials
    • C04B20/1029Macromolecular compounds
    • C04B20/1033Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039Premixtures of ingredients
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/06Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
    • C04B40/0608Dry ready-made mixtures, e.g. mortars at which only water or a water solution has to be added before use

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

Группа изобретений относится к сухой композиции бетона или строительного раствора, содержащей пористые гранулы и к бетону или строительному раствору, изготовленному из этой композиции. Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая частицы-ядра, к поверхностям которых прикреплены частицы гидравлического вяжущего вещества, и отдельные частицы гидравлического вяжущего вещества, частицы-ядра состоят из инертного или пуццоланового материала и вместе с прикрепленным к ним вяжущим веществом образуют пористые гранулы, которые, в свою очередь, прикреплены к поверхности сухого заполнителя. Бетон или строительный раствор, изготовленный из указанной выше сухой композиции, смешанной с водой. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - повышение прочности и огнестойкости бетона, полученного из заявленной сухой композиции. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 2 пр.

Description

Настоящее изобретение относится к сухой композиции бетона или строительного раствора, содержащей гранулы, и к бетону или строительному раствору, изготовленному из такой композиции.
Сырье, технология изготовления и логистика бетона включает в себя множество факторов неопределенности, скорректированных при помощи так называемого коэффициента безопасности. Кроме того, большое значение имеют факторы неопределенности, связанные с прочностью материалов, которые, главным образом, являются следствием внешних факторов. Все это требует увеличения в бетонных конструкциях бетона и количества стали.
Обычно применяемым способом изготовления так называемой готовой бетонной смеси является транспортировка сырья на отдельную бетоносмесительную установку и дальнейшая транспортировка бетонной смеси к месту ее применения. Проблемы создает рыхлая структура бетона и связанная с ней неоднородность. Логистика добавляет фактор неопределенности, относящийся к однородности бетона.
Задачей настоящего изобретения является уменьшение факторов неопределенности и вариаций качества, связанных с изготовлением бетона.
В частности, задачей настоящего изобретения является изготовление сухой смеси, пригодной для изготовления бетона или строительного раствора, которая содержит различные сухие вещества в правильных пропорциях относительно друг друга и прикрепленные друг к другу, которая легко может быть смешана с водой в однородную массу.
Таким образом, настоящее изобретение относится к сухой композиции бетона или строительной смести, содержащей пористые частицы, образующие ядра, к поверхности которых прикреплены частицы гидравлического вяжущего вещества, отдельные частицы гидравлического вяжущего вещества и сухой заполнитель, к поверхности которого прикреплены другие составляющие бетона или строительного раствора.
Более конкретно композиция в соответствии с настоящим изобретением имеет признаки, изложенные в п.1 прилагаемой формулы изобретения.
Бетон или строительная смесь в соответствии с изобретением имеет признаки, изложенные в п.14 прилагаемой формулы изобретения.
Преимущество настоящего изобретения состоит в том, что сухая композиция может быть доставлена непосредственно к месту отливки при помощи обычного контейнерного оборудования и она не затвердевает преждевременно, например, при транспортировке. Пористые гранулы в соответствии с настоящим изобретением способны связывать воду, вследствие чего воду, необходимую для выдерживания бетона, бетонный продукт получает при помощи этих же гранул. Способ в соответствии с настоящим изобретение также снижает коэффициент безопасности. В то же время применимость полученного бетона для промышленных конструкций улучшена. Кроме того, применение пористых гранул в соответствии с настоящим изобретением минимизирует потребность в гидравлическом вяжущем веществе на кубический метр бетона. Также за счет уменьшения времени изготовления повышается рентабельность.
Эти преимущества позволяют получить изготовление бетона из составляющих, находящихся в правильной пропорции относительно друг друга.
Таким образом, настоящее изобретение относится к сухой композиции, пригодной для изготовления бетона или строительной смеси и содержащей пористые частицы, образующие ядра, к поверхности которых прикреплены частицы гидравлического вяжущего вещества, и отдельные частицы гидравлического вяжущего вещества; частицы-ядра состоят из инертного или пуццоланового материала и образуют пористые гранулы с прикрепленным к ним вяжущим веществом; гранулы, в свою очередь, прикреплены к поверхности сухого заполнителя.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения для усиления прикрепления частиц друг к другу применяют связующее, предпочтительно состоящее из наночастиц карбоната кальция или полимерных частиц и предпочтительно являющееся комбинацией частиц-носителей и полимерных частиц.
В соответствии с одним из особенно предпочтительных вариантов осуществления изобретения сухая композиции в соответствии с изобретением содержит частицы сухого заполнителя, на поверхностях которых имеются наночастицы карбоната кальция (СаСO3), и гранулы, причем гранулы, в свою очередь, содержат инертные или пуццолановые частицы-ядра, покрытые гидравлическим вяжущим веществом, и приклеены к частицам сухого заполнителя (и гидравлическому вяжущему веществу) при помощи связующего.
Гранулы
Гранулы представляют собой пористые сферические частицы, образованные из инертного или пуццоланового материала, предпочтительно метакаолина, более предпочтительно в форме метакаолиновых частиц (МК). Мелкие частицы гидравлического вяжущего вещества, характерный размер которых составляет менее 3 мкм, прикреплены к наружным поверхностям метакаолиновых частиц. При необходимости эти частицы гидравлического вяжущего вещества могут быть обработаны таким образом, чтобы получить более крутое распределение по размеру.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения инертный или пуццолановый материал является пуццолановым метакаолином, образованным путем агломерации каолина и последующего кальцинирования по меньшей мере наружных поверхностей, образованных таким образом агломератов, и который наиболее предпочтительно имеет форму пористых сферических частиц метакаолинового шлака (MKS) (от англ. «MetaKaolin Sinter»). Размер этих частиц MKS предпочтительно составляет от 10 до 100 мкм, однако основная их часть имеет размер приблизительно от 20 до 60 мкм. Мелкие частицы гидравлического вяжущего вещества размером менее 5 мкм, однако в основном менее 3 мкм, по существу, менее 2 мкм, прикреплены к поверхности MKS при помощи конденсированной воды или связующего. На этапе формирования Са(ОН)2 и газообразный наполнитель СО2 остаются в пористой структуре частиц.
На этапе изготовления оксид кальция (CaO) и, возможно, оксид натрия (Na20), и газ, наиболее пригодным из которых является двуокись углерода, гелий или воздух, или их смесь, остаются в порах пористых гранул.
При изготовлении наночастицы карбоната кальция остаются в пористой структуре MKS, причем при кальцинировании эти наночастицы частично разлагаются на оксид кальция (СаО) и диоксид углерода (СO2). Таким образом, пористая структура предпочтительно содержит от 2% до 20% оксида кальция (СаО) от общей массы гранулы, более предпочтительно - от 8 до 15%. Соответственно, пористая структура предпочтительно содержит от 0,5 до 5% оксида натрия (Na2) от общей массы гранулы, более предпочтительно от 1% до 2%, который аналогичным образом образуется из гидроксида натрия (NaOH).
СаО образует с водой гидроксид кальция (Са(ОН)2), который далее вступает в пуццолановую реакцию с метакаолином. При помощи Са(ОН)2, образованного самим MKS, и Са(ОН)2, образованного портландским цементом, получают пуццолановые реакции в соответствии с целью и необходимое для этой цели количество. Это можно использовать, например, для повышения начальной прочности. Оксид натрия (Na2O), в свою очередь, улучшает огнестойкость композиции.
При изготовлении MKS в его пористой структуре образуется СO2, вступающий в реакцию с Са(ОН)2 при изготовлении бетона. В результате реакции образуются наночастицы СаСO3, в дальнейшем действующие как центры зародышеобразования.
Для воздействия на пластичность смеси, образованной при помощи гидравлического вяжущего вещества, при смешивании и отливке бетона применяют способ, в котором может быть применено гидравлическое вяжущее вещество, содержащее большее количество мелких частиц. Это может быть использовано для воздействия на начальную прочность. Частицы гидравлического вяжущего вещества размером более 3 мкм остаются свободными, и их количество относительно частиц MKS практически не меняется; следовательно, случайное распределение в том же пространстве составляет 50%. Частицы MKS также связывают воду в композиции, вследствие чего влага распределена в композиции более равномерно, чем в известных композициях, и предпочтительно дольше сохраняется в композиции и в полученных из нее бетоне или строительном растворе.
Отношение между этими двумя группами частиц (MKS и гидравлического вяжущего вещества) стабилизировано, когда они затем прикрепляются к частицам сухого заполнителя.
Сухой заполнитель
Сухой заполнитель, применяемый в соответствии с изобретением, предпочтительно является известняком, каким-либо другим камнем, диоксидом кремния, синтетическим сухим заполнителем или их смесью, наиболее пригодным является известняк, и размер его частиц предпочтительно составляет не более 16 мм, более предпочтительно от 0,1 до 16 мм, наиболее предпочтительно от 0,3 до 6 мм. Описанные выше гранулы и большие частицы (>3 мкм) гидравлического вяжущего вещества прикреплены к поверхности частиц сухого заполнителя при помощи связующего. Таким образом, получают тесто, или строительный раствор, пригодный для изготовления бетона.
Связующее
Связующее в сухой композиции предпочтительно содержит следующую комбинацию:
1. носитель,
2. полимеры, прикрепленные к носителю.
Носитель предпочтительно содержит наночастицы карбоната кальция (СаСO3), размер которых предпочтительно составляет от 50 до 1000 нм, наиболее предпочтительно - от 100 до 200 нм. Они выполняют функцию, например, источников роста (~220000 м23 бетона) поверхности разрыва и центров кристаллизации в гидравлическом вяжущем камне. Они содержат от 1% до 15%, наиболее предпочтительно 10%, обычно применяемых металлических примесей.
Полимеры, в свою очередь, предпочтительно являются сополимерами, базовыми полимерами которых являются поливалентные линейные карбоновые кислоты, которые, благодаря своим положительным суммарным зарядам, способны прикрепляться к карбонатам.
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления изобретения композиционные частицы образованы из этой комбинации, причем полимерные мостики аккумулируются вокруг наночастиц. Композиционные частицы имеют область покрытия (т.е. диаметр наночастицы, покрытой полимером), составляющую от приблизительно 100 нм до приблизительно 1000 нм, предпочтительно от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм, наиболее предпочтительно приблизительно 200 нм. Эти композиционные частицы образуют клейкую сухую пленку между частицами сухой композиции, подлежащими прикреплению друг к другу, или между гранулой и частицей.
Гидравлическое вяжущее вещество
Гидравлическое вяжущее вещество предпочтительно является портландским цементом (ОРС - от англ. «Ordinary Portland Cement») или цементом с особенно большим содержанием C2S (двухкальциевого силиката), наиболее предпочтительно портландским цементом. Как уже было сказано, частицы гидравлического вяжущего вещества при необходимости могут быть обработаны таким образом, чтобы получить более крутое распределение по размеру. Обычно портландский цемент имеет весьма низкое распределение частиц по размеру, и это обеспечивает приемлемую удобоукладываемость обычного бетона.
Более крутое распределение частиц по размеру и вследствие этого улучшение форм-фактора получают путем обработки портландского цемента в обжимных валках, которые измельчают часть крупных частиц цемента. Это улучшает форм-фактор частиц и увеличивает количество мелких частиц на 10-15%.
Способ в соответствии с настоящим изобретением позволяет использовать больше частиц размером <3 мкм, чем известная технология, без увеличения количества воды.
Сополимер
В соответствии с одним из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, помимо вышеупомянутого склеивания, для увеличения областей покрытия различных частиц гранул применяют полимер. Эти полимеры также выполняют функцию пластификаторов и регуляторов перемещения воды в растворах.
Применяемые полимеры предпочтительно являются сополимерами, молекулярная форма базового полимера которых является линейной поливалентной карбоновой кислотой. Молекулярная масса базового полимера предпочтительно составляет от 2000 до 4000 г/моль, более предпочтительно приблизительно 4000 г/моль, и степень его полимеризации равна 55. Наиболее предпочтительно базовым полимером является акриловая кислота.
Для формирования сополимеров помимо базового полимера предпочтительно применяют полиэтиленгликоль и малеиновую кислоту в качестве мономеров. Если в качестве базового полимера применяют акриловую кислоту, то, таким образом, получают эфиры полиакриловой кислоты и сшитые кислоты. Рассматриваемыми мономерами и структурами являются:
Акриловая кислота Н2С=СН·СООН
Полиэтиленгликоль НОСН2·(Н2С·О·СН2)n·СН2ОН
Малеиновая кислота НООС·НС=СН·СООН
Полученный таким образом полимеризованный продукт является кислотным. Его pH составляет от 1,7 до 2,5. Однако для применения продукт нейтрализуют, предпочтительно применяя 20% NaOH для доведения значения pH до 6.
Figure 00000001
При применении полимеризации эмульсии получают много различных полимеров. При исследованиях с помощью высокоэффективной жидкостной хроматографии ВЭЖХ могут быть обнаружены полиэтиленгликольакрилаты, полиэтиленгликольэфиры и краунэфиры и непрореагировавшие мономеры разных размеров.
Потемнение говорит о том, что смесь все еще содержит непрореагировавшие двойные связи в полимерах и мономерах.
Прикрепление сополимеров акриловой кислоты к минеральным частицам осуществляется тогда, когда анионный карбоксилат полиакрилата воздействует на положительные группы минералов, вследствие чего образуется нерастворимое мыло. В среднем полимерная цепь содержит по одной анионной группе на каждый соединенный мономер, что может означать, что в диапазоне одного нанометра базовый полимер содержит приблизительно десять анионных карбоксилатных групп, готовых для прикрепления к поверхности любой частицы сухой композиции. Наиболее просто прикрепление осуществляется к кальцию кристаллического карбоната кальция и к железу, присутствующему в виде примесей, к метакаолиновому шлаку и алюминию гидравлического вяжущего вещества. Растворимые ионы кальция, железа и алюминия также осаждают полиакрилат в виде нерастворимого мыла, дающего смазочный эффект.
После высыхания сополимеры, пригодные для настоящего изобретения, образуют пленку, растворимую в воде, если температура сушки ниже 100°С, предпочтительно приблизительно 50°C, и пленку, не растворимую в воде, если температура сушки выше 100°C, предпочтительно приблизительно 110°C.
При комбинировании полимера с носителем (карбонатом кальция) получают множественный эффект. Комбинация действует как пластификатор, регулятор движения воды и растворимая в воде клеевая пленка.
Сам по себе полимер является комбинацией, где базовый полимер определяет длину сополимера, а другие мономеры дополняют разные области покрытия базового полимера. Носитель, в свою очередь, увеличивает область покрытия полимеров и действует как независимый улучшитель вяжущего гидрата.
Конечный продукт
Сухая композиция в соответствии с настоящим изобретением содержит все сухие ингредиенты, необходимые для изготовления хорошо перемешанного бетона или строительного раствора, вследствие чего простое добавление воды и смешивание композиции обычно превращает композицию в однородный крепкий бетон или строительный раствор, с минимизированным количеством дефектов (таких как трещины и неоднородности). Таким образом, количество этапов изготовления также минимизировано, когда продукт полностью изготовлен на производстве, где также в основном обеспечено выдерживание.
Сухая композиция предпочтительно содержит частицы сухого заполнителя, на поверхностях которых имеются наночастицы карбоната кальция (СаСО3), гидравлическое вяжущее вещество и гранулы; гранулы, в свою очередь, возможно, содержат связующее и инертные или пуццолановые частицы-ядра, покрытые гидравлическим вяжущим веществом, причем гранулы приклеены к частицам заполнителя (и гидравлического вяжущего вещества) при помощи связующего.
ПРИМЕРЫ
Пример 1 - Применение смеси сополимера и носителя
Применение сополимера на основе акриловой кислоты вместе с носителем в качестве пластификатора было успешно испытано путем смешивания в виде водных суспензий 20%, 92,5 масс.% наночастиц карбоната кальция и 7,5 масс.% полимерной смеси. Пластификация бетона была достаточной при маленькой дозировке, 800 г на м3 бетона.
Испытания также проводили на пластификаторе, высушенном при низкой температуре (t=50°C), вследствие чего пластифицирующее воздействие на бетон был достаточно эффективным после повторного растворения. Такая температура не пригодна для дальнейшей реакции полимеризации в смеси, вследствие чего смесь сохраняет растворимость в воде.
Полученную таким образом смесь полимера и СаСO3 подвергали испытаниям на склеивание путем нагрева в печи при температуре 110°C. После испарения воды была образована плотная нерастворимая в воде пленка, эффективно склеивающая частицы. Пленка была абсолютно прозрачной, за счет того, что под действием нагрева ненасыщенные компоненты полимерной смеси реагировали друг с другом и имела место конечная реакция поперечного сшивания линейных базовых полимеров в молекулу большего размера.
Свойства смеси полимера и носителя (в частности, растворимость в воде) исследовали при помощи двух следующих испытаний:
Испытание 1.
СаСO3+сополимер высушивали до состояния пленки таким образом, что температура комбинации не превышала 50°C. Растворение 95% пленки осуществляли в течение 5 минут при температуре 20°C, остальной части - в течение 10 минут. При пластификации не было выявлено никакого измеримого различия, вызванного сушкой.
Испытание 2.
СаСO3+сополимер высушивали до образования пленки таким образом, что температура комбинации превышала 110°C. Пленка не растворялась в воде.
Пример 2 - Изготовление сухой композиции
Тестовые сухие композиции приготавливали следующим образом:
1. Промывали сухой заполнитель;
2. Добавляли СаСO3+сополимер, 30%;
3. Добавляли гранулы в виде сухого порошка, и
4. Осуществляли сушку в жидкой форме, так чтобы температура продукта не превышала 50°C.
Сухие композиции вмешивали в бетон для испытания бетона, причем применяли соотношения между компонентами, как в приведенных ниже экспериментальных композициях. Измеряли прочность при сжатии (через 6 часов при 50°C, с образцом-цилиндром диаметром 9 70 мм и высотой h=70 мм) и распределение (по таблице Хагельмана (Hagelman)).
Были приготовлены экспериментальные композиции (Испытания 1-4), примененные количества приведены в качестве примера. Однако было установлено, что соотношения ингредиентов, примененных в этих экспериментальных композициях, особенно хорошо работают в соответствии с настоящим изобретением.
Испытание 1
На м3 бетона
Сухой заполнитель (DA - от англ. «dry aggregate») 1980 кг
Гранула
МКС 60 кг
ОРС<2 мкм 50 кг
ОРС>2 мкм 200 кг→ 310 кг
СаСO3+сополимер 11 кг
Итого 2301 кг
При испытании бетона измеренная прочность при сжатии этой композиции составила 30 МПа и растекание 180 мм.
Испытание 2
На м3 бетона
1. Гранула
МКС 60 кг
ОРС<2 мкм 50 кг
ОРС>2 мкм 200 кг
310 кг
2. Тесто
Гранула 310 кг
СаСO3+сополимер 11 кг
Вода:
w/c 0,4а 100 кг
Пуццоланb 10 кг
Абсорбционная водас 60 кг→ 170 кг
491 кг
a: w/c 0,4 является гидратной водой для гидравлического вяжущего вещества, и примененное обозначение относится к w/c отношению (=отношению вода-вяжущее вещество), заданное значение которого составляет приблизительно 0,4.
b. Пуццолановая вода является водой, необходимой для осуществления пуццолановой реакции.
c. Абсорбционная вода, в свою очередь, необходима для абсорбции воды
МКС.
При испытании бетона измеренная прочность при сжатии этой композиции составила 26 МПа, а растекание 152 мм.
Испытание 3
Были приготовлены агломерированные, кальцинированные МКС+СаО и/или Na2O:
1. В распылительную сушилку были помещены следующие суспензии:
1. Каолин 1000 кг 2. Каолин 1000 кг
СаСO3n 100 кг СаСO3n 20 кг
Сополимер 20 кг Сополимер 2 кг
Вода 1100 кг NaOH 20 кг
Вода 1000 кг
Полученные промежуточные продукты являлись каолиновыми агломератами размером от 10 до 100 мкм (от 20 до 40 мкм).
2. Кальцинирование:
Промежуточные продукты подвергали термообработке в жидкости (при 1000°C), в результате чего были получены твердые шлаки (метакаолин, % (МК, %) от 20 до 40).
Продукт 1 Продукт 2
МКС ~1000 кг МКС ~1000 кг
МК ~200-400 кг МК ~20 кг
СаО ~50 кг Na20 ~16 кг
Продукты 1 и 2 приведены в качестве примеров. Например, количества СаСO3 и NaOH при необходимости могут варьировать.
Испытание 4.
Были приготовлены продукты, содержащие сополимер в соответствии с настоящим изобретением:
1. СаСO3n диаметром 9 от 100 до 300 нм (содержание Fe 10%)
2. Молекулярная масса сополимера составляет 400, степень полимеризации равна 55.
Было обнаружено увеличение поля сил отталкивания полимеров на ~50 нм кнаружи от поверхности частицы.

Claims (25)

1. Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая частицы-ядра, к поверхностям которых прикреплены частицы гидравлического вяжущего вещества, и отдельные частицы гидравлического вяжущего вещества, отличающаяся тем, что частицы-ядра состоят из инертного или пуццоланового материала и вместе с прикрепленным к ним вяжущим веществом образуют пористые гранулы, которые, в свою очередь, прикреплены к поверхности сухого заполнителя.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что частицы-ядра содержат метакаолин.
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что сухой заполнитель является известняком, или другим камнем, или синтетическим заполнителем, или их смесью, причем размер частиц заполнителя предпочтительно составляет от 0,1 до 16 мм, более предпочтительно от 0,3 до 6 мм.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид кальция (CaO), оставшийся при изготовлении, в количестве от 2 до 20% от общей массы гранулы, предпочтительно от 8 до 15%.
5. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид кальция (CaO), оставшийся при изготовлении, в количестве от 2 до 20% от общей массы гранулы, предпочтительно от 8 до 15%.
6. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид кальция (СаО), оставшийся при изготовлении, в количестве от 2 до 20% от общей массы гранулы, предпочтительно от 8 до 15%.
7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
8. Композиция по п.2, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
9. Композиция по п.3, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
10. Композиция по п.4, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
11. Композиция по п.5, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
12. Композиция по п.6, отличающаяся тем, что пористая структура гранул содержит оксид натрия (Na2O), оставшийся при изготовлении, в количестве от 0,5% до 5%, предпочтительно от 1% до 2%.
13. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что частицы гидравлического вяжущего вещества прикреплены к частицам-ядрам при помощи пленки, образованной сополимером.
14. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что гранулы прикреплены к поверхности сухого заполнителя при помощи пленки, образованной сополимером.
15. Композиция по п.13 или 14, отличающаяся тем, что сополимер образован из базового полимера, являющегося линейной поливалентной поликарбоновой кислотой, молекулярная масса которой предпочтительно составляет от 2000 до 4000 г/моль, наиболее предпочтительно приблизительно 4000 г/моль, и степень ее полимеризации равна 55.
16. Композиция по п.13 или 14, отличающаяся тем, что сополимер образован при помощи полиэтиленгликоля и полимеризованной малеиновой кислоты.
17. Композиция по п.15, отличающаяся тем, что сополимер образован при помощи полиэтиленгликоля и полимеризованной малеиновой кислоты.
18. Композиция по п.13 или 14, отличающаяся тем, что в процессе сушки сополимеры образуют пленку, растворимую в воде, если температура сушки ниже 100°C, предпочтительно приблизительно 50°C.
19. Композиция по п.17, отличающаяся тем, что в процессе сушки сополимеры образуют пленку, растворимую в воде, если температура сушки ниже 100°C, предпочтительно приблизительно 50°C.
20. Композиция по п.13, 14, 17 или 19, отличающаяся тем, что в процессе сушки сополимеры образуют пленку, не растворимую в воде, если температура сушки выше 100°C, предпочтительно приблизительно 110°C.
21. Композиция по п.15, отличающаяся тем, что в процессе сушки сополимеры образуют пленку, не растворимую в воде, если температура сушки выше 100°C, предпочтительно приблизительно 110°C.
22. Композиция по п.16, отличающаяся тем, что в процессе сушки сополимеры образуют пленку, не растворимую в воде, если температура сушки выше 100°C, предпочтительно приблизительно 110°C.
23. Композиция по п.13 или 14, отличающаяся тем, что сополимер применяют вместе с носителем, который является карбонатом кальция (CaCO3), с размером частиц, предпочтительно составляющим от 50 до 1000 нм.
24. Композиция по п.23, отличающаяся тем, что носитель CaCO3 содержит от 1% до 15%, предпочтительно 10%, металлических примесей.
25. Бетон или строительный раствор, отличающийся тем, что содержит сухую композицию по любому из предшествующих пунктов, смешанную с водой.
RU2012126054/03A 2009-12-07 2010-12-07 Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы RU2543016C2 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20096294 2009-12-07
FI20096294A FI123962B (fi) 2009-12-07 2009-12-07 Huokoisia rakeita sisältävä betonin tai laastin kuiva-ainekoostumus
PCT/FI2010/051000 WO2011070236A1 (en) 2009-12-07 2010-12-07 Solids composition of concrete or mortar containing porous granules

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012126054A RU2012126054A (ru) 2014-01-20
RU2543016C2 true RU2543016C2 (ru) 2015-02-27

Family

ID=41462760

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012126054/03A RU2543016C2 (ru) 2009-12-07 2010-12-07 Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP2509924B1 (ru)
FI (1) FI123962B (ru)
RU (1) RU2543016C2 (ru)
WO (1) WO2011070236A1 (ru)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL2008605C2 (en) 2012-04-05 2013-10-09 Cdem Minerals Group B V Concrete and mortar pre-mixture.
FI126846B (fi) * 2013-04-29 2017-06-15 Kautar Oy Menetelmä yhdistelmäpartikkelien valmistamiseksi
US9382154B2 (en) 2014-01-17 2016-07-05 Stewart Kriegstein Hygroscopic cementitious materials

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0437324A2 (en) * 1990-01-09 1991-07-17 Shimizu Construction Co., Ltd. Cement and production thereof and concrete made therefrom
RU2036886C1 (ru) * 1989-09-06 1995-06-09 Сэн-Гобэн Решерш Способ приготовления смеси для получения композиционного материала и изделия из композиционного материала
FI20012116A (fi) * 2001-11-01 2003-05-02 Kautar Oy Kaoliinituote ja menetelmä sen valmistamiseksi

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0725655A (ja) 1993-07-06 1995-01-27 Shimizu Corp 水硬化性粒子及びその製造方法
EP1456147A1 (en) 2001-11-30 2004-09-15 The University of Western Australia Particulate additive for dispersing admixtures in hydraulic cements
FI122360B (fi) 2005-11-18 2011-12-30 Nordkalk Oy Ab Hydrauliseen sideaineeseen perustuva vesisuspensio ja menetelmä sen valmistamiseksi
WO2008068322A1 (en) 2006-12-08 2008-06-12 Solvay (Société Anonyme) Coated alkaline-earth metal carbonate particles, use of such particles in the production of construction materials and construction materials compositions containing such particles
FI123552B (fi) 2008-10-01 2013-07-15 Kautar Oy Strukturoitu sideainekoostumus

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2036886C1 (ru) * 1989-09-06 1995-06-09 Сэн-Гобэн Решерш Способ приготовления смеси для получения композиционного материала и изделия из композиционного материала
EP0437324A2 (en) * 1990-01-09 1991-07-17 Shimizu Construction Co., Ltd. Cement and production thereof and concrete made therefrom
FI20012116A (fi) * 2001-11-01 2003-05-02 Kautar Oy Kaoliinituote ja menetelmä sen valmistamiseksi

Also Published As

Publication number Publication date
EP2509924B1 (en) 2014-09-24
FI20096294A (fi) 2011-06-08
RU2012126054A (ru) 2014-01-20
FI20096294A0 (fi) 2009-12-07
EP2509924A1 (en) 2012-10-17
WO2011070236A1 (en) 2011-06-16
FI123962B (fi) 2014-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Tong et al. Recent advances in chemical admixtures for improving the workability of alkali-activated slag-based material systems
JP4810584B2 (ja) 新鮮なコンクリートまたはコーティング組成物を修飾する方法
US11186520B2 (en) Plasticizer for geopolymers
EP3008030B1 (en) Cementitious system comprising accelerator particles coated with crosslinked shellac
US11814321B2 (en) Renewable admixtures for cementitious compositions
JP2013521217A (ja) セメント急結剤
EP2699526A1 (en) Accelerator composition
EP1829839A1 (en) Powdery polycarboxylic-acid cement dispersant and dispersant composition containing the dispersant
RU2543016C2 (ru) Сухая композиция бетона или строительного раствора, содержащая пористые гранулы
RU2526920C2 (ru) Структурированная композиция связующего агента
CN111943536A (zh) 一种复合水泥及其生产工艺
EP2909152B1 (en) Additive for hydraulically setting mixtures
KR101155639B1 (ko) 친환경 무기 접착제 조성물 및 그 제조방법
FR2892116A1 (fr) Procede de preparation d&#39;une composition a base de sulfate de calcium resistante a l&#39;eau.
CN115836036A (zh) 包含用至少一种促进剂功能化的多孔基材的自由流动的粉末
FR3068965A1 (fr) Nouveau materiau de construction prepare a partir d’un nouveau materiau pouzzolanique
JP2001097784A (ja) 軽量セメント成形体
JPH02175637A (ja) セメント粉末組成物
KODERA et al. Influence of additives on the mechanical properties of α-tricalcium phosphate cement
JPH11116304A (ja) 活性粉体

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20181208