SE452607B - Snabb-bindande hoghallfasthetscementbindemedel samt forfarande for framstellning derav - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 452 607 den amerikanska patentskriften 3 689 294 beskriver S.

Brunauer ett bindemedel, som uppnår väsentligt högre håll- fasthet än vanliga Portlandcement. Därvid kommer man till den slutsatsen, att höga hàllfastheter för stelnad cement- välling, bruk och betong kan uppnås vid användning av den malda cementklinkern utan närvaro av gips, men däremot i närvaro av andra bindningsreglerande medel. Från denna pa- tentskrift är ett förfarande för framställning av ett ex- panderande cementbindemedel känt, nämligen genom malning av en cementklinker med minst 0,002 massdelar av ett mal- ningshjälpmedel för cement med en specifik ytarea inom om- rådet 600 - 900 m2/kg och genom blandning av det malda ce- mentet med minst 0,0025 massdelar av ett alkali- eller jord- alkaliligninsulfonat eller ett sulfonerat lignin med 0,20 - 0,28 massdelar vatten, vari minst 0,0025 massdelar av ett alkalimetallkarbonat är upplöst, beräknat på en del av det malda cementet.

I den amerikanska patentskriften 3 959 004 kom L. Stryker till slutsatsen, att man i stället för alkalimetallkarbona- tet kan använda ett alkalimetallvätekarbonat i gipsfritt cement. Ett förfarande beskrives för framställning av en _ gipsfri, fritt flytande cementvälling med låg porositet för alstren, som genom malning av en hydraulisk klinker till en finne: ev 350 - 900 mZ/kg med 0,1 - 1 s eikeii- el- ler jordalkalimetalligningsulfonat eller med sulfonerat lignin i en kombination med 20 - 40 % vatten, som innehåller 0,1 - 2 % av ett alkalimetallvätekarbonat, med efterföljan- de blandning av samtliga komponenter, varvid de procentuel- la uppgifterna är beräknat på torkat cement.

I den amerikanska patentskriften 3 960 582 preciseras sam- mansättningen för blandningen vid framställning av cement- vällingen sä, att man kan använda upp till 1,5 % lignin- sulfonsurt salt och att man såsom cement förutom klinker även kan använda Portlandcement och vidare att man förutom 10 15 20 25 30 35 452 607 de sulfonsura salterna och sulfonerat lignin även kan an- vända alkalilignin.

I en ytterligare amerikansk patentskrift nr 4 032 353 be- skríves sammansättningen för en blandning med låg porositet, som består av en ballast, ett hydrauliskt cement med speci- fik ytarea över 200 m2/kg utan gipstillsats, av ett alkali- metallvätekarbonat i en mängd av minst 0,1 %, beräknat på torrt cement, och av ett ligninderivat i en mängd av minst l %, beräknat pâ torrt cement. Förhållandet vatten till cement ligger inom omrâdet 0,4 - 0,15.

Från den amerikanska patentskriften 4 006 469 är sammansätt- ningen för ett gipsfritt, mycket snabbt bindande bindeme- del på basis av cementet, som males till en specifik yt- area inom området 300 - 700 m2/kg, vilket bindemedel inne- håller sura salter, såsom vätekarbonat, surt sulfat, sur alkalimetallsulfit och vidare salter av organiska fosfor- fria syror. Tillsatsämnena är närvarande i blandningen i en mängd av 0,1 - 10 % av vikten av det malda cementet.

Påbörjandet av bindningen av cementvällingar, bruk och.be- tongblandningar beror vanligen på sammansättningen av ce- mentet, på den använda vattenmängden och på cementkon- centrationen i blandningen samt på temperaturen på den be- arbetade blandningen och omgivningens temperatur, spe- ciellt den atmosfäriska temperaturen. Därvid har den tids- rymd ett stort inflytande, under vilken vällingen, bruket eller betongblandningen kan hållas i en för vidare bear- betning lämpligt tillstånd, d.v.s. den tidsrymd före på- börjande av bindningen, under vilken några tekniska pro- cesser måste genomföras, som föregår komprimeringen av t.ex. en betongblandning.Sådana tekniska processer är speciellt transport och lagringen av blandningen. Om handhavandet av betóngblandningen erfordrar en förhâllandemässigt längre tid eller om man arbetar vid en ogynnsamt hög temperatur, måste förloppet för den begynnande hydratiseringen göras 10 15 20 25 30 35 452 607 åtminstone cirka 5 % långsammare, beräknat på hela varak- tigheten. Detta kan uppnås genom tillsats av lämpliga ke- miska substanser.

Vid forskning och undersökning av olika tillsatsämnen till bindemedel har det visat sig, att tillsatserna för uppskju- tande av begynnande bindning mäste uppfylla följande krav: De mäste göra bindningen av bruk, cementvällingar och be- tong långsammare, utan att ogynnsamt påverka dess egenska- per, sàsom tryck-, drag- och böjhållfasthet; Vidare skall de gynnsamt påverka elasticitets- och deforma- tionsmodulen, volymändringar, motståndskraftighet mot o- gynnsamma låga temperaturer och mot utblödningar.

Vidare skall de fungera som ett bra plasticerande till- satsmedel för blandningen. De hittills kända tillsatserna till hydrauliska bindemedel uppfyller endast några av de ovan angivna kraven, varför man söker efter nya tillsats- ämnen och deras nya kombinationer med högre effekt för framställning av hydrauliska bindemedel med en vidsträck- tare användningsmöjlighet.

Uppfinningen hänför sig vidare till ett förfarande för framställning av ett snabbindande, höghållfast cementbinde- medel för âstadkommande av cementvällingar, bruk och be- tong, vilket cementbindemedel binder snabbt och därvid reg- lerbart och ger det stelnade materialet en redan vid på- börjande av stelnandet hög hållfashtet.

Från den amerikanska patentskriften 3 689 294 är det känt att framställa fritt flytande, expanderande cementpastor genom malning av Portlandscementklinker med ett malnings- hjälpmedel med den specifika ytarean 600 - 900 m2/kg med efterföljande blandning med mald klinker med ett alkali- eller jordalkalimetallsalt av ligninsulfonat eller med 10 15 20 25 30 35 452 607 sulfonerad lignin; på detta sätt framställt cement blandas med ett alkalimetallkarbonathaltigt vatten.

Från den amerikanska patentskriften 3 960 582 är en ytter- ligare variant av framställningssättet av cementpastor känt, som består däri att en Portlandcementklinker males med ett alkalimetallvätekarbonat utan tillsats av gips och eventuellt med ett alkali- eller jordalkalimetallsalt av ligninsulfonat eller med sulfonerat lignin, varvid det på detta sätt framställda cementet blandas med vatten.

I den amerikanska patentskriften 4 032 353 beskrives fram- ställning av fritt flytande betong, som består däri, att - en till en specifik ytarea av över 200 m2/kg mald hydrau- lisk cementklinker blandas med ett alkalimetallvätekarbo- nat, varpå man därur bereder en välling genom blandning med vatten vari dessförinnan ett ligninderivat lösts upp.

De ovan angivna komponenterna accelererar visserligen bindningen av därur beredda betong och bruk;varvid emel- lertid den första utvecklingen av hâllfastheten av den stelnande betongen eller bruket är långsam och handhavan-_ det med på detta sätt beredda alster är först möjligt ef- ter uppnående av en godtagbar hållfasthetsgräns. Därige- nom erhâlles en tidsförskjutning i framställningsförfa- randet, som försämrar produktionens rytmiska förlopp.

De ställda kraven motsvarar bättre det snabbinande, hög- hållfasta cementbindemedlet enligt uppfinningen på basis av Portlandcementklinker, som malts utan gipstillsats till en specifik ytarea av 150 - 3000 m2/kg varvid 5 - 95 massa- procent av partiklar är under 5 }nn stora, med minst en förening från gruppen bestående av alkalimetallhydroxid, -karbonat, -vätekarbonat, -silikat, -surt silikat, -sur sulfit och -oxalat, samt med en kondensationsprodukt av fenol och formaldehyd, som innehåller sulfogrupper, och slutligen med vatten, varvid uppfinningen kännetecknas 10 20 25 30 35 452 607 därav, att blandningen innehåller 0,1 - 5 massprocent, be- räknat på massan av mald cement, av ett salt av en sulfo- metylerad feno1-formaldehyd-kondensationsprodukt, i vilken 3 - 70 % av de sura grupperna är besatta med trevärd katjon från gruppen järn, aluminium, krom; Uppfinningen hänför sig vidare till ett förfarande för fram- _ställning av ett snabb-bindande, höghâllfastcementbindeme- del genom malning av en Portlandcementklinker till en speci- fik ytarea av 150 - 3000 m2/kg med en andel av partiklar un- der 5 pm inom området 5 - 95 massprocent, genom tillsats av minst en förening från gruppen alkalimetallhydroxid, -kar- bonat, -vätekarbonat, -silikat, -surt silikat, -sur sulfid och -oxalat, vidare av en kondensationsprodukt av fenol och formaldehyd, som innehåller sulfogrupper, och slutligen ge- nom blandning med vatten, varvid uppfinningen kännetecknas därav, att 0,1 - 10 massprocent, beräknat på massan av det malda cementet, av minst en förening från gruppen alkalime- tallhydroxid, -karbonat, -vätekarbonat, -silikat, -surt si- likat, -sur sulfid och -oxalat och 0,01 - 5 massprocent, beräknat på massan av malt cement, av ett salt av en sulfo- metylerad kondensationsprodukt av fenol och formaldehyd, vari 3 - 70 % av de sura grupperna är upptagna av en tre- värd katjon från gruppen järn, aluminium och krom, löses i minst 20 massprocent av vattnet, beräknat på massan av det malda cementet, varpå vattnet blandas med cementet och even- tuellt med sand, bergart eller annan ballast.

Det hydrauliska, enligt uppfinningen framställda cementbin- demedlet uppvisar ett godtagbart reglerbart påbörjande av bindningen och lämpar sig således för en vidsträckfltare an- vändning. Dess ytterligare fördel ligger däri, att binde- medlet redan vid begynnande av bindningen uppnår ett högt hållfasthetsvärde, som bidrager till accelerering av pro- duktionen. Ett ytterligare bidrag från bindemedlet är en bättre deformerbarhet, som möjliggör en lägre tillsats av 10 15 20 25 30 35 452 607 vatten, utan att bearbetbarheten försämras. För uppnående av bindeverkan är frånvaro av gips viktig. då gipsen för- sämrar en snabb ökning av hållfastheten och bearbetbar- heten. ten suflflare öhflxnæn av hàllfastheten för cementbindemedlet enligt uppfinningen yttrar sig speciellt i en väsentligt högre hâllfasthet vid bindning vid lägre respektive nega- tiva temperaturer och genom accelerering av bindningen ge- nom förhöjd omgivningstemperatur, t.ex. vid förångningen.

Fördelen med föreliggande förfarande för framställning av ett hydrauliskt silikatbindemedel ligger däri, att de där- ur erhållna bruken, vällingarna och betongblandningarna binder tillräckligt snabbt och därvid reglerbart och redan vid begynnande bindning uppvisar höga hållfasthetsvärden.

En ytterligare fördel med föreliggande bindemedel ligger däri, att det är självflytande och att de bundna bruken och betongen ej uppvisar den ofördelaktiga kanalporosite- ten, utan sluten porositet.

Det enligt uppfinningen framställda bindemedlet kan bear- betas under tillsats av.ytterligare vanliga tillsatser, så- som sand, grov, tät eller porös ballast. De med detta bin- demedel beredda vällingarna, bruken och betongen känneteck- nas av: A) God arbetbarhet även vid låg tillsats av vatten, vars mängd visas genom vattenkoefficienten w, som vid välling är under 0,20; vid bruk w = 0,25. Begynnande bindning kan även påvisas vid betong.

B) Låg porositet för det bundna materialet, varvid huvud- bäraren för hàllfastheten utgör det homogena bindemedel, övervägande sammanvävt av vätesilikater, som praktiskt ta- get ej innehåller några av de för Portlandcementet typiska kristallformerna (t.ex. Portlanditkristaller). 10 15 20 25 30 35 452 607 C) Hög kort- sàwfl.som långfristig hâllfasthet, som karak- teriserar detta bindemedel såsom snabbindande samt hög- hâllfastcement.

D) Benägenhet för utpräglad accelerering av hållfasthetsut- vecklingen vid kortfristig uppvärmning, d.v.s. vid en värme- chock eller vid en mindre förhöjning av temperaturen.

E) Möjlighet till bindning och stelning vid temperaturer under +80 C och vid temperaturer ned till -400 C.

F) Hög motståndsförmåga mot korrosiva medel, såsom i närva- ro av svavelsyra, sulfat- och kloridjoner.

Dessa egenskaper för bindemedlet enligt uppfinningen är kva- litativt oberoende av storleken på den specifika ytarean för den malda cementklinkern. Genom storleken på den speci- fika ytarean kan den malda cementklinkern endast påverka egenskaperna i kvantitativ grad, varför de beskrivna egen- skaperna för bindemedlet ej är bundna till området för den höga specifika ytarean för den malda cementklinkern.

För framställningen av salter av den sulfometylerade kon- densationsprodukten med formaldehyd användes en-, två- och trevärda fenoler och derivat därav, nämligen såsom sådana eller i en blandning. Såsom vanligaste råmaterial användes: fenol, kresol, xylenol, pyrokatekol och dessas homologer, resorcürfl och tekniska blandningar därav.

För industriell framställning av kondensationsprodukter kan fördelaktigt tekniska blandningar av tvâvärda fenoler användas, speciellt sådana, som innehåller 0-dihydroxi- bensen och som erhålles såsom biprodukter vid bearbetning av brunkol. För uppnâende av optimala dispergerings- och retarderingsegenskaper för kondensationsprodukterna är halten av tvâvärda fenoler och derivat därav viktig, spe- ciellt av o-dihydroxibensener. 10 15 20 25 30 35 452 607 Om pyrokatekol användes kan strukturen för den sulfomety- lerade kondensationsprodukten, med sura genom metall Me besatta grupper, för det fyrvärda kondensatet framställas enligt följande: HO ÉK/Tf C112 /_ I C112 / I C112 MeO '\ l HO \ _ HO \ Cl-lzSO3bie CH2503Me ca -so Me cflz-so3me oMe 2 3 one HO oMe Genom ytterligare behandling av kondensationsprodukten ge- nom mild oxidation bildas kinongrupper i strukturen och strukturen kan för pyrokatekol och ett trekärnigt konden- sat visas enligt följande: CH H2 7 Ho 2so31ve \ cH2-so3Me on H0 - on ' C âSO3Me Metallen Me är vanligen natriumkatjonen, som till 3 ' 70% ersättes med en trevärd katjon Fe3+, A13+ eller Cr3+, var- vid en komplexförening bildas. Dessa kondensationsproduk- ter kan i vissa fall förorsaka en ökad lufthalt i det fär- diga bindemedlet. Detta kan undvikas genom tillsats av kom- merciella skumdämpande medel, såsom silikonolja, tributyl- fosfat, 2-etylhexanol, i spårmängder. Vid framställning av bindemedlet användes mald cementklinker, som i frånvaro av gips kan malas till en specifik ytarea, som i vissa fall kan vara större än den för vanliga cement. I sådana fall måste man tillsätta malningsintensifierande tillsatser för att undvika agglomerering av partiklarna. Såsom sådana l0 15 20 25 30 35 452 607 10 malningsintensifierande medel kan man använda kända äm- nen, såsom etylenglykol, dialkylkarbonat och andra. Det har visat sig fördelaktigt att använda pulverformiga malnings- tillsatser, såsom ligninderivat. Såsom malningsintensifie- rande medel fungerar även det fenoliska kondensatet enligt uppfinningen, varvid höga specifika ytareor för cementet kan uppnås.

Vid provning av cementbindemedlet enligt uppfinningen, så- som de angives i utföringsexemplen, användes cementklinker med tjeckoslovakiskt ursprung. Den kemiska sammansättning- en för den använda cementklinkern i massprocent var: Tabell I klinkerns Na2O ursprung S102 CaO Al2O3 Fe2O3 MgO S03 +K2O Prachovice-Pr 21,3 65,8 5,6 4,2 3,3 0,21 0,87 Hranice-Hr 20,0 's2,2 5,8 3,7 2,9 0,17 0,81 Maiomêšice-Ma 20,6 63,5 4,7 4,5 2,9 0,18 0,91 štramberk-št 21,9 67,3 8,3 2,8 1,3 0,30 0,95 Lachkov-Lo 21,4 65,1 5,7 2,4 1,9 1,05 0,85' Granulometriskt betecknades den malda klinkern såsom typ A, om klinkern uppvisade en kontinuerlig kurva för partikel- storleksfördelningen. Såsom typ B betecknades en cement- klinker, vars fördelningskurva uppvisade en anhopning av partiklar inom området under 20 Pm.

Framställningen av fenolkondensationsprodukten genomfördes på följande sätt: I en autoklav tillsattes 500 massdelar av en fenolbland- ning med följande sammansättning: 10 15 20 25 30 35 452 607 11 vakuumharts 3,45 massprocent neutralolja 3,10 " kresoler 3,80 “ xylenoler 2,35 " pyrokatekol 45,80 " 3-metylpyrokatekol 12,75 " 4-metylpyrokatekol 28,75 “ = 500 massdelar och 800 massdelar vatten tillfördes.

Det hela upphettades till en temperatur av 50 - GOOC och 560 massdelar av en teknisk 90-procentig natriumsulfit tillsattes under omröring. Under loppet av 30 minuter fick 583 massdelar 36-procentig formaldehyd tillflyta. Autoklaven slöts och un- der tryck upphettades vid 30 minuter till 130°C. Därefter kyldes autoklaven till 60°C och långsamt, under ständig omrö- ring tillsattes 50 massdelar av en 40-procentig vattenhaltig järn(III)-kloridlösning. Därefter inställdes halten av torr- substans på 25 % genom vattentillsats, varigenom en direkt användbar produkt bildades. Den erhållna produkten är väsent- ligen ett natrium-järn(III)-salt av den sulfonerade fenolkon- densationsprodukten med formaldehyd, vari 3 % av de sura grup- perna är upptagna av Fe3+ jande såsom NaSF.

. Denna produkt betecknas i det föl- En ytterligare produkt framställes på liknande sätt med den skillnad, att den outspädda, enligt exempel 1 framställda produkten, oxiderades i 30 minuter genom inledning av luft med en hastighet av 120 liter/minut vid en temperatur av 60°C. Efter den avslutade oxidationen inställdes torrsubstans- halten på 25 massprocent, varigenom produkten var använd- ningsklar. Denna produkt är väsentligen ett järn(III)-salt av feno1-formaldehydkondensationsprodukten och betecknas i det följande såsom FeSF.

Förfarandet för framställning av föreliggande hydrauliska bindemedel kontrollerades genom en rad prov, vars resultat 10 l5 20 25 30 35 452 607 12 finns angivna i följande exempel. Samtliga i exemplen an- givna procent är beräknade på mängden av mald cement- klinker. Mängden använt vatten angives såsom vattenkoef- ficienten w, som erhålles genom förhållandet mellan vat- tenmängden och mängden använd cementklinker.

Exempel l För inställning av ett bindemedel för cementvälling valdes endast cementklinker utan gipstillsats. Malgodset för en- skilda prov hade olika partikelstorlekar och olika specifi- ka ytareor. Den kemiska sammansättningen och klinkerns ur- sprung finns angivna i tabell I.

I det tillsatta vattnet löstes alkaliska salter och sulfo- metylerad kondensationsprodukt, varefter den malda klin- kern efter homogenisering med blandvattnet bereddes till välling.

Egenskaperna för cementvällingen finns angivna i tabell II; för de använda tillsatsämnena användes följande förkort- ningar: NaC ..._ natriumkarbonat NaHC _.. natriumvätekarbonat KC ..... kaliumkarbonat NaSF _.. kondensationsprodukt, som framställts genom konden- ' sation av pyrokatekololja med formaldehyd i när- varo av natriumsulfit och som därefter genom till- sats av järn(III)-klorid behandlats på sådant sätt, att 3% av de sura grupperna besatts med FeIII- joner FeSF _.. kondensationsprodukt NaSF, som oxiderat med luft.

Från de av de angivna blandningarna framställda cementväl- lingarna bereddes för hållfasthetsprovning kroppar med storleken 2 x 2 x 10 cm och 4 x 4_k 16 cm. Viskositeten 10 15 20 25 30 452 607 13 mättes med en rotationsviskosimeter med koaxiella valsar 1. Bindningstiden följ- des genom instickning av nålen enligt Vicat. Den specifika vid en hastighetsgradient av 95 s- ytarean för den malda klinkern bestämdes enligt Blaine.

Partikelstorleksfördelningen undersöktes från sedimenta- tionskurvorna förmedlade genom en automatisk sedimenta- tionsvâg.

För bestämning av arbetbarheten för vällingen valdes föl- jande nummerskala, som användes i tabell II: - icke arbetsbar välling, blandningen torkar - vällingen flyter endast vid en vibration av S0 Hz vällingen flyter då man lätt slår pâ blandarskâlen - vällingen flyter genom påverkan av gravitationen - vällingen är lättflytande Wat-UJNI-*O I - vällingen är lättflytande med låg viskositet.

Om man till tillsatsvattnet tillsatte ett ligninsulfonat angives detta genom följande förkortningar: NaLig - betyder natriumligninsulfonat CaLig - betyder kalciumligninsulfonat._ Bindningstid och hàllfasthetsvärden finns angivna i ta- bell II. Hållfastheten efter 350 dagar var vid provet 4 130 MPa, vid provet 7 100 MPa, vid provet 12 140 MPa.

Hàllfastheten efter 540 dagar var vid provet 2 97,5 MPa, vid proven 5 och 7 l02 MPa. 452 607 14 muv mw.o mmwmwm.o+UmZwH 4 own wH m m~.o mmwm»m.o+umz»H 4 oom mH m mN.o mmmmwm.o+UmZwH 4 own mn 4H m m~.o mwmzwH_o+oHHmzwH+umzwH.H 4 ooo MH m m~.o mmmz»o.o+umzwH 4 oom NH m|« m~_o mwmz@m.o+momz»H m oom HH 4 m~_o mwmz»m.o+ummz»H.H m oom oH N mN.o mmmmwæ.o m oov m m >~_o mwwowm.o+u4»m_H m oo< o 4 ß~.o mwmzwm.o+oHHmzwm.o+umz*H m oom um ß 4 mN_o mwwmwm_H+umzwm_N m oooH w 4 m~.o mwwz«H+umzw~.H 4 omm m m m~.o mmmzwm~.o+oHHmzxm.o+umz»o.o 4 omm 4 m mN.o mwmzw~H.o+wHHmzwm~o+ommz«H 4 omm o m ~N.o mwmzWm~.o+omzw-H .4 omm N N m~.o mmmzwmH.o+mHHmzxm.o+umzwH 4 oow um H umsumn mä» mx\NE nuwn cHmxsHHx >m w H xwHuum& mwumum mcsnmmus lum 3 umcuumb H HmmummHHHu zoflscmnm .wflommm wnnwxflflflx nu :wmcflHHm> mwflfimumämum :mv umm uwmmxwcwmm mmlmmmmmfl 452 607 15 1 .HHH moH Hw :HE oNH oH | om æw ß ummmfl N mH .. å E HH .ëmmw m HH omH moH wo om cHE ow mH NmH HHH om oo :HE om NH 1 ooH | | cHE m HH wmH mo om om :HE oo oH | 1 1 | :HE N m | moH oß om :HE ooH w om Nm om o :HE omm F 1 | 1 NHH :HE om o NoH I mn om EH» om m mNH ooH No oo QHE omm H »HH ooH oo HH :HE om m om No Hm He EHH mm N mo mo mm H EHE oo H .må 93 .må oN .man ß EH» Ä mnfiëfin nwuww mmz H Hm:HmmmHHmsxuænu møcmccæwmn nu Tmuhoï å. 10 15 20 25 452 607 16 Exempel 2 Framställningen av bindemedlet för bruket skeddet analogt med framställningen av vällingarna enligt exempel 1 med den skillnad, att en del av tillsatsämnena blandades med det malda cementet och att kvartssand med en kontinuer- lig granulometri användes i ett förhållande cement:sand av 1:3.

För bestämning av hållfastheten för bruket bereddes krop- par med storleken 4 x 4 x 16 cm. Provkroppen lagrades i 24 timmar i mättad vattenånga (90 - 95 % relativ fuktighet) och därefter upp till 28 dagar i ledningsvatten vid 200 C.

Efter de 28 dagarna lagrades kroppen i luft vid 200 C vid en relativ fuktighet av 40 - 45 %.

För utvärdering av arbetbarheten av bruken användes följan- de nummerskala, som användes i tabell III. l - Bruket är torrt, provkroppen kan bearbetas under kompri- mering genom vibration vid 50 Hz. 2 - Bruket är plastiskt med en gummiartad beskaffenhet. 3 - Bruket är flytande och flyter genom inverkan av tyngd- kraften ut från blandningskärlet.

För beteckning av använda tillsatsämnen i vattnet användes de i exempel l angivna förkortningarna. 452 607 m m~.° mwmzww_°+mflqmzwm.H+ummzwH 4 omw ms m M mm_o mmmzw>_@+@HqmzwH+umzw~_H m Qmß w M Hm_o mwmzæ~+mflmmu@H+umz»H m Owß ß 7 MIN 44.0 mwwzww_o+@flqmzwm.Q+ummzwm.H m owm w 1 m mm.o mwwmwm«_O+@Hqmzm_o+umzwH m omm m MIN ß~.o mwmzw~_@+mflqmzwm.o+umzwæ.o m omm Hm 4 N wm.o ßwmzwmm.o+mfiqmzwm.o+umzæfi 4 omw m M om_o 4mmzæm~.o+mflqmzwm_Q+uwzwH 4 004 N M mm_ø mwmzwmw_o+mflqmzm_@+ummzwH 4 own H4 H umznwn mæu må NE luwn cuwxcflflx >m w fl xmfluwwë mmumu» mcsnmwnø .än 3 umcvumš .w uwmummfiflfiu Ioflflzmum .wfluwmm wcuwxcflfix n: Amuflv MUHQ UAÜHWMMENHM HÛM .Hmnmflvnmflwmm HHH .flflwnmß 18 452 607 Nflfl Nofi m.om æ.mv :fiE mm m | ïmofl mám TS .ha mm w | oofi ~.mw H.>> cfle om ß oofl mm m~æß w_~m cwâ mß m 1 ~.wß | w_H cflë mn m m.æm ßm H.Nm w.mm cflë ONH w mß mm w m.~ :AE owfl m | mn A.Nß >.mm :AE mm N H.oß w.«w H.ow mv cflë mm H .må 03 .mmm mä .www ß si, å mfifixän uwuww mm: fl umnummmflfiwcxuwuu møcmccæmmn ua ^.m#uOm_ HHH aflwnmfi 10 15 20 25 30 35 452 607 19 Exempel 3 För framställning av cementvälling eller -pasta användes en mald klinker från cementfabriken štramberk med en spe- cifik ytarea av 700 m2/kg. Man beredde en cementvälling med vattenkoefficienten w = 0,25. Vällingen innehöll all- tid l å natriumkarbonat och 0,75 % av kondensationsproduk- ten NaSF.

Vid beredningen av vällingen användes olika förfaranden: a) Man blandade mald cementklinker med natriumkarbonat och NaSF i torrt tillstånd, varefter vattnet tillsattes. b) I torrt tillstånd blandades den malda cementklinkern med natriumkarbonat, NaSF tillsattes till vattnet och efter upplösning framställdes en välling av komponen- terna. c) I torrt tillstånd blandades den malda klinkern med NaSF, natriumkarbonat löstes i vattnet och därefter framställ- des en välling av komponenterna. d) I vattnet löstes först natriumkarbonat och efter upplös- ningen därav NaSF. Därpå bereddes ¿n välling av kompo- nenterna. e) I vattnet löstes först NaSF och i den på detta sätt er- hållna lösningen löstes natriumkarbonat. Därpå bereddes en välling av komponenterna. f) I torrt tillstånd blandades en mald cementklinker med “hälften av NáSF och natriumkarbonat. Den andra hälften av tillsatserna löstes i vattnet och därefter bereddes en välling av de båda komponenterna. g) I torrt tillstånd blandades den malda cementklinkern med 10 15 20 25 30 35 452 607 20 hälften av natriumkarbonatet och med hela mängden NaSF, varvid den andra hälften av natriumkarbonatet löstes i vattnet, varpå en välling framställdes av dessa bestånds- delar. h) I torrt tillstànd blandades den malda klinkern med hela mängden natriumkarbonat och med en hälft av mängden NaSF och den andra hälften NaSF löstes i blandvattnet, varpå man beredde en välling av de båda beståndsdelarna.

Framställningsförfarande Begynnande bindning a) 2 tim b) l, 2 tim c) mer än 6 timmar d) 3,4 tim e) mer än 6 timmar f) 5 tim 9) 3 tim h) 3 tim Av de olika värdena på tiden för begynnande bindning fram- går, att man genom val av framställningsförfaranden pà- lämpligt sätt kan inställa den begynnande bindningen för bindemedlet. Hâllfastheterna påverkades ej väsentligt av framställningsförfarandena.

Från de angivna exemplen framgår att åtminstone det förfa- rande är fördelaktigt, där natriumkarbonatet i torrt till- stånd tillföres till den malda klinkern. Däremot är förfa- randet optimalt, vid vilket samtliga beståndsdelar löses i blandarvattnet. Den därpå följande regleringen av den be- gynnande bindningen av vällingarna från bindemedlet, som t.ex. sker genom malning av en hälft av natriumkarbonatet och kondensationsprodukten med klinkern,är återigen opti- mal tack vare den andel, som löstes i blandarvattnet, emellertid ej genom de torrt tillförda andelarna. 10 15 20 25 30 35 452 607 21 Exempel 4 Klinker från cementfabriken i Hranice maldes i närvaro av 0,25 % natriumligninsulfonat till ett cement med en speci- fik ytarea av 270 m2/kg; därav framställdes ett bruk med sanden i förhållande 1:3, som innehöll l % natriumkarbonat och 0,3 % av kondensationsprodukten FeSF. Bruket var vid w = 0,40 mycket lättarbetat och började att bindas efter 45 minuter. Efter bindningen lämnades proverna i 30 minuter i ett med vattenånga mättat medium, varpå de lades i ett med vattenånga upphettat rum. Inom ytterligare 30 minuter höj- des temperaturen till 1000 C och proverna upphettades i 60 minuter. Efter avslutad ângning fick proverna svalna i 30 minuter. Tryckhållfastheten efter ångning i 30 minuter, d.v.s. sammanlagt 2,5 timmar efter beredningen av väl- lingen, var 15 MPa.

Exempel 5 Cementklinker från Hranice maldes i närvaro av 1 % natrium- ligningsulfonat till ett cement med en specifik ytarea av 740 m2/kg. Från detta cement bereddes ett flytande cement_ 1:3, w = 0,33, med en halt av 0,5 % och kondensationsproduk- ten FeSF, vidare 1,2 % natriumkarbonat och 0,05 % skumdäm- pande medel. Bruket började binda efter 40 minuter och upp- nådde vid 200 C efter 24 timmar en tryckhållfasthet av 68 MPa, efter 7 dagar en tryckhâllfasthet av 81 MPa och ef- ter 28 dagar en tryckhållfasthet av l00 MPa. Samma bruk, som efter bindning i 15 minuter utsattes för påverkan av 1000 C het vattenånga, uppnådde tryckhållfastheten 40 MPa efter den därpå följande avsvalningen i 30 minuter vid 2o° c.

Exempel 6 Cementklinker från Hranice maldes under tillsats av l % natriumligninsulfonat till en specifik ytarea av 720 m2/kg. 10 15 20 25 30 35 452 607 22 Man beredde ett bruk (cement till sand 1:3, w = 0,33) un- der tillsats av 1 % natriumkarbonat och 0,5 % NaSF. Bru- ket framställdes vid en temperatur av 200 C. 15 minuter efter framställningen av bruket lades de icke bundna pro- verna i ett rum med en konstant temperatur av -8 till -l0° C och parallellt i ett annat rum med en temperatur av -300 C. För bestämning av tryckhållfastheten fick krop- pen pâ 4 x 4 x 16 cm ligga i 60 minuter vid 200 C. Resul- taten finns angivna i tabell IV.

Tabell IV lagring vid tryckhállfasthet (MPa) efter 24 tim 7 dagar 28 dagar -e 1-.111 -1o° c 1o 30,4 62,2 -3o° c 4 - 15 Om NaSF ersättes med samma mängd ligningsulfonat är de upp- nâdda hâllfastheterna vid samma temperaturer 20 - 50 % lägre.

Exempel 7 För framställning av cementbruk användes en cementklinker från cementfabriken Hranice och maldes till en specifik yt- area av 600 m2/kg i närvaro av 0,5 % natriumligninsulfonat.

Man framställde ett bruk i ett förhållande cement:sand av l:3, w = 0,30, under tillsats av 0,25 % NaSF och l % natriumkarbonat. Vidare framställdes för jämförelse ett kontrollbruk med samma visuella konsistens, varvid förhål- landet cement:sand var l:3, w = 0,50, varvid Portlandcement framställt i Tjeckoslovakien, klass 400 användes. Proverna lagrades efter bindningen i 24 timmar i mättad vattenånga och därefter i lösning av aggressiva salter. Resultaten av de uppnådda hâllfastheterna efter ett års obruten lagring finns angivna i tabell V. l0 15 20 25 30 35 452 607 23 Tabell V saltlösning böjhållfasthet MPa tryckhållfasthet MPa uppfinning kontroll uppfinning kontroll ammoniumsulfat 9,8 sönder- 37,9 sönder- 130 g/l fall fall ammoniumsulfat 15,5 6,1 108,6 82,3 0,68 g/1 natriumklorid 13,9 7,5 100,2 72,8 164 g/l natriumklorid 16,8 8,2 103,2 64,9 0,82 g/1 Exempel 8 För framställning av cementbindemedlet användes ytterligare salter av den sulfometylerade fenol-formaldehydkondensa- tionsprodukten. SFK 1 är en produkt av NaSF, som ytterli- gare oxiderats genom luft vid förstoftningstorkning.

SFK 2 är en kondensatnxsprodukt av ren pyrokatekol, vari 7 % av de sura grupperna är upptagna med kromIII-joner.

SFK 3 är en kondensationsprodukt av pyrokatekololja, vars sura grupper till ca 4 % är upptagna av aluminiumIII-joner.

Dessa kondensatüxmprodukter användes för beredning av cement- välling med w = 0,20. För detta ändamål maldes cementklinker från cementfabriken Prachovice till en specifik ytarea av 590 m2/kg i frånvaro av gips. Vällingen innehöll 0,6 % av det sulfometylerade fenoliska kondensatet och 0,8 % natriumkarbo- nat. Arbetbarheten och begynnande bindning för de på detta -sätt framställda vällingarna angives i följande tabell VI. 10 15 20 452 607 24 Tabell VI sulfonerad arbetbarhet begynnande fenol-kondensa- (skala enligt bindning tionsprodukt exempel 2) min ' FeSF 90 SFK l 70 SFK 2 40 SFK 3 4 - 5 50 Exempel 9 Lämpligheten för salterna av sulfometylerad fenol-form- aldehydkondensationsprodukt för inställning av cementets begynnande bindning bekräftades genom provning med ytter- ligare, av olika fenoliska råmaterial framställda konden- sationsprodukter respektive salter därav med Fe III . -joner. översikten av typerna och råmaterialen finns i följande tabell VII. 452 607 25 o o oofl o o o o o Hocfiunomwu wfl Mmm o o o o o oofi oo o Hoxwvmxøuæm mfi Mmm cofluxmuw ß.NN w.m w_mm o.m æ.o m_a æ.H o xaofifluuomwu NH Mmm o >.w o N.æ m.m~ æ.om w.w N.N floumo flfl Mmm o o o o o o «_m> w.oN sofluxmumflofiww ofl Mmm cmwflø >m m.~ o.wfi o.>m o.mm ß.m o_v N.N o cw:ofluMmnw.w m Mmm Gmmflo >m w.ww m~mH v.wH m.v m.m m.m H~w o nwcofløxmuw.m æ xmm cmfifio >m o m.æN o w.vfl >_wN w.om o.H m_w nwcowuxmum.m ß Mmm cmfiflo >m o m.> m~N o.ofl o_mN m~æm H.m v~oH nm:ofiuxmHw.N o Mmm cmfifio >m o w.H o m.H ß_H >.w fi.mm m~mm Gwnofluxmuw.H m Mmm mfiflo o 92 NÄH 0.5 M_E 12 mä ß; Lëåßmxouæm v mmm uwfioc fioxwumx ummofioë aoxwuwx Hoxwwmx Hox :mm louæm 10: :oo |0H>m louæm lwvmx Hwfioc flowmux mcflc muwmn aflæuwñflu flocfiHfiäwu lflæuwënw sflæumënm louæm |mH>x Hocwm Hmflumumšmu uxumumn øwmcdhøcøfinfifluwßmeww H3 waflnnzwwcmssmw H? ïwflå. 10 15 20 25 30 35 452 607 26 För beredning av cementvällingen, w = 0,20, användes de framställda kondensationsprodukterna. Vällingen hade föl- jande sammansättning: en till 590 m2/kg mald cementklinker, vatten med 0,8 % av kondensationsprodukten och 1 % natriumkarbonat. Arbetbarhe- ten för cementvällingen bestämdes visuellt enligt den ovan angivna skalan. översikt över resultaten finns angivna i tabell VIII.

Tabell VIII sulfonerat arbetbarhet fenol-kondensat SFK 4 SFK 5 SFK 6 SFK 7 4 - 5 8 9 sax srx SFK 10 sFx 11 SFK 12 _ SFK 13 4 - 5 sFK 14 5 IUIUJLfl Exemgel 10 Av en finmald cementklinker från cementfabriken Hranice, granulometrisk typ B, framställdes en välling, vars viskosi- tet mättes i beroende av tiden på en rotationsviskosimeter vid en hastighetsgradient 95 s_l . Vällingen innehöll för- utom natriumkarbonat även ett bindningsreglerande medel FeSF och i ett fall gips. Jämförelse mellan bindningstider finns angivna i tabell IX. 452 607 27 mmfi oma m N ou mz W ~.H a cfiâ om umumm mwnfln uøfinæn cwm:flHHm> mwwm w m.o owfi oNH om om Q ^flHEV uflu om.o u 3 cwmcfiHfiw> Hmm mcflcuvwm Hm.o H«~o wm.o «.o w_o ^w.mm. umuflmoxmfl> ncmäemw wmflm w m umnonnmxsøfluumc w ~.H mamma >>um Hmnßmëo cm mflfi mm nwuuw hmmm W m.o mm~o n 3 ow mfl HH ß m v Hmuscflš ufl» cwmcflaHw> now mnfinuuww o.~ «.fi ~.H H_fi fl w.o Am. mm. »w»fiwoxmfl> |:mssmm NH HAMQMB 10 15 20 25 30 35 452 607 28 Exempel ll Cementklinker från cementfabriken štramberk, kemisk sam- mansättning enligt tabell I, maldes till en specifik yt- area av 600 m2/kg och därav bereddes en friflytande välling (w = 0,25); till denna välling tillsattes l massprocent natriumligninsulfonat, 1 massprocent natriumkarbonat och 0,3 massprocent av det bindningsreglerande medlet FeSF.

De erhållna hâllfastheterna finns angivna i tabell X.

Tabell X slag av begyn- tryckhållfasthet (MPa) efter alkalime- nande tallsalt bindning 1 _ 7 28 180 (l massproc) (min) dag dagar dagar dagar natrium- 125 74 110 119 180 karbonat natriumväte- 180 19 112 130 176 karbonat Exempel 12 Av cementklinker från cementfabriken Hranice maldes under tillsats av 0,5 % natriumligninsulfonat gipsfritt cement.

Dess specifika ytarea var 700 m2/kg. Av detta cement be- reddes en fririnnande välling (w = 0,25). Vattnet innehöll 1,25 massprocent natriumkarbonat och samma mängd av det bindningsreglerande medlet FeSF, allt beräknat på mängden ursprungliga klinker. Bindningen började efter 40 minuter.

Tryckhållfastheten var efter 2 timmar 3 MPa, efter 6 tim- mar 15 MPa, efter 14 timmar 53 MPa, efter 24 timmar 54 MPa, efter 7 dagar 80 MPa, efter 28 dagar 100 MPa. Vid ett kontrollprov med samma cement, varvid emellertid det bindningsreglerande medlet FeSF från exempel l ersatts med 0,5 massprocent natriumligninsulfonat, var den efter 10 15 20 25 30 35 452 607 29 2 - 14 timmar uppnådda hållfastheten 50 - 100 % lägre.

Exemgel 13 Cementklinker från cementfabriken Malomerice maldes till en specifik ytarea av 680 m2/kg i närvaro av l massprocent kalciumligninsulfonat. Av detta gipsfria cement bereddes en välling, som innehöll l massprocent natriumkarbonat och 0,4 massprocent av det bindningsreglerande medlet NaSF, beräknat på massan av den ursprungliga cementklinkern.

Vällingen hade vid w = 0,20 ett fririnnande utseende och började binda efter 95 minuter. Tryckhållfastheten efter 24 timmar var 94,5 MPa.

Exemgel 14 Klinker från cementfabriken Hranice maldes i närvaro av 0,25 massprocent natriumligninsulfonat till ett cement med en specifik ytarea av 270 m2/kg; av detta bereddes ett bruk med sand i förhållandet 1:3, som innehöll 1 masspro= cent natriumkarbonat och 0,3 massprocent av det bindnings- reglerande medlet FeSF, beräknat på den sammanlagda massan av den ursprungliga klinkern. Bruket var vid w = 0,4 myc- ket väl arbetbart och började binda efter 45 minuter. Efter bindningen fick proverna ligga i 30 minuter i en med vat- ten mättad omgivning och lades därefter i ett med vatten- ånga mättat rum. Inom ytterligare 30 minuter höjdes tempe- raturen till l00° C och proverna upphettades i 60 minuter.

Efter ångningen fick proverna svalna i 30 minuter, varpå hâllfastheten vid 20° C fastställdes. Efter ângningen i 60 minuter, d.v.s. sammanlagt 2,5 timmar efter beredning av bruket, var hâllfastheten 15 MPa.

Exemgel l5 Klinker från cementfabriken Hranice maldes i närvaro av 1 massprocent natriumligninsulfonat till ett cement med en 10 15 20 25 30 35 452 607 30 specifik ytarea av 740 m2/kg. Av detta cement framställ- des ett flytande bruk med sand (l:3), w = 0,33, som inne- höll 0,5 massprocent av det bindningsreglerande medlet FeSF, vidare 1,2 massprocent natriumkarbonat och 0,05 % skumdämpande medel. Bruket började binda efter 40 minuter och uppnådde vid 2o° c efter 24 timmar en tryekhånfasthet av 68 MPa, efter 7 dagar 81 MPa, efter 28 dagar 100 MPa.

Samma bruk, som efter bindningen i l5 minuter utsattes för påverkan av 1000 C varm vattenånga uppnådde tryckhâllfast- heten 40 MPa. 7 Exempel l6 Cementklinker från cementfabriken Hranice maldes under till- sats av 0,20 massprocent natriumligninsulfonat till en spe- cifik ytarea av 300 m2/kg. Av detta cement framställdes ett bruk (cementzsand = 1:3), w = 0,43, som innehöll 0,5 % natriumligninsulfonat, l % natriumkarbonat och l,l % av det reglerande medlet NaSF, allt beräknat på massan av klinkern. Före beredningen av bruket blandades cementet med 20 massprocent av en flygaska från ett elektricitets- verk. Efter bindningen av bruket lagrades proverna i ett med vattenånga upprättat rum, vari temperaturen under lop- pet av 30 minuter höjdes till 1000 C. Denna temperatur hölls i 60 minuter. Tryckhållfastheten för kroppen på 4 x 4 x 16 cm bestämdes 30 minuter efter uttagande från det varma rummet och var 10,4 MPa. Den återstående kroppen lagrades i 28 dagar i ett rum med 95 % relativ fuktighet och uppnådde då en tryckhâllfasthet av 23 MPa. Därefter lagrades ytterligare kvarvarande provkroppar i 1 år i luften vid 40 - 45 % relativ fuktighet. Tryckhållfastheten var 32 MPa.

Exempel 17 För framställning av betong användes en finmald klinker från cementfabriken Prachovice med en specifik ytarea av 10 15 20 25 30 35 452 .607 31 600 m2/kg. Klinkern maldes med tillsats av 1,5 % av ett ytaktivt ämne, som till övervägande grad innehöll natrium- ligninsulfonat. Till cementet tillsattes i torrt till- stånd 1,2 % av reglermedlet FeSF och i vattnet löstes l % natriumkarbonat. Samtliga tillsatser är beräknade på klin- kerns massa. Sammansättningen för betongblandningen var cement:sand:ballast l:2:3, w = 0,31. Från betongbland- ningen framställdes kuber med storleken 15 x 15 x 15 cm.

Efter bindning av betongblandningen utsattes kuberna för inverkan av 600 C vattenånga i 2 timmar. Efter 30 minuter avsvalning uppnâddes tryckhâllfastheten 40 MPa.

Exempel 18 Klinker från cementfabriken Hranice maldes under tillsats av reglermedlet NaSF (l %) till en specifik ytarea av 570 m2/kg. Av detta bereddes en fririnnande välling, w = 0,25, under tillsats av l % natriumkarbonat, beräknat på klinkerns massa. Vällingen bereddes vid en temperatur av 200 C. Efter 15 minuter lagrades den icke-bundna, fri- rinnande vällingen i formar i ett rum vid -l till -20 C, vari temperaturen efter 4 timmar sänktes till en konstant. nivå av -8 till -100 C. Vid denna temperatur fick prov- kropparna på 2 x 2 x 2 cm ligga för bestämning av tryck- hâllfastheten. Före den egentliga bestämningen av tryck- hâllfastheten lämnades provkropparna i 45 minuter vid +20° C. Efter 24 timmar efter beredning av vällingen upp- nådde tryckhâllfastheten 18,2 MPa, efter 7 dagar 50 MPa och efter 28 dagar 62 MPa. _ Om reglermedlet NaSF ersättes av samma mängd natriumlignin- sulfonat respektive NaSF av sulfonerat lignin och natrium- karbonat av natriumvätekarbonat är hållfastheten 50 - 100 % lägre. 10 15 20 25 30 35 452 607 32 Exempel 19 Klinker från cementfabriken Hranice maldes under tillsats av l % natriumligninsulfonat till en specifik ytarea av 720 m2/kg. Man beredde ett bruk (cementzsand = l:3, w = 0,33), varvid l % natriumkarbonat och 0,3 % av reglermedlet NaSF, beräknat på klinkerns massa, tillsattes. Bruket fram- ställdes vid 20° C. 15 minuter efter beredningen lades bru- ket i formar i ett rum med en konstant temperatur av -8 till -100 C och parallellt i ett rum med en temperatur av -300 C. Före bestämning av tryckhållfastheten lämnades provkropparna på 4 x 4 x 16 i eo minuter vid 2o° c. Resul- taten finns angivna i tabell XI.

Tabell XI lagring tryckhâllfasthet (MPa) efter 24 tim 7 dagar 28 dagar -s till -1o° c 10,1 30,4 62,2 -3o° c 4 - 15 Om reglermedlet NaSF ersattes med samma mängd natriumlig- ninsulfonat var den uppnådda hållfastheten vid samma tem- peraturer 20 - 50 % lägre.

Exempel 20 Klinker från cementfabriken Hranice maldes under tillsats av 0,5 % kalciumligninsulfonat till ett cement med specifik yt- area av 520 m2/kg. Vidare maldes från samma klinker ett ce- ment av 0,5 % av reglermedlet FeSF till en specifik ytarea av 560 m2/kg. Av dessa båda cement bereddes under tillsats av ytterligare tillsatsämnen fyllblandningar (cement:sand = l:lO), varvid sanden uppvisade en maximal kornstorlek av 2 mm. Hâllfasthetsresultaten finns angivna i tabell XII. l0 15 20 25 30 35 452 607 33 Tabell XII samman- ytarea begyn- tryckhållfasthet nande bindning 2 24 7 28 blandningen mentet tim tim sättning för för ce- dagar dagar l % Na2CO3 S20 l % NaLig 0,1 % FeSF 2 tim 1,6 6,3 6,8 1 % Na2co3 seo io min 0,35 3,9 7,2 8,7 0,5 % Fesn % Na2CO3 380 10 min 0,30 3,2 6,4 8,0 0,5 % NaLig 0,1 % FESF Exempel Zl Av finmald klinker från cementfabriken Hranice (600 m2/kg) framställdes ett bruk (cement:sand = 1:3, w = 0,33), som innehöll l % natriumkarbonat, 0,5 % natriumligninsulfonat och 0,5 % av reglermedlet NaSF. Efter bindning lades bruket i 25 timmar i ett rum med 95 % relativ fuktighet. Därefter lades provkropparna med storleken 4 x 4 x 16 cm i en 5- procentig lösning av svavelsyra. Efter 180 dagar oavbru- ten lagring i lösningen fastställdes en minskning av krop- pen med 2,5 mm av ytan. Genom analys av brottytan på krop- pen i rastermikroskop YEOL SOA med apparaten EDAX fast- ställdes redan på ett avstånd av under 0,3 mm från krop- pens yta ingen höjning av svavelhalten.

Exempel 22 För framställning av ett cementbruk användes cementklinker från cementfabriken Hranice, som maldes till en specifik 10 15 20 25 30 35 452 607 34 ytarea av 600 m2/kg, i närvaro av 0,5 massprocent natrium- ligninsulfonat. Man beredde ett bruk (cement:sand 1:3 w = 0,30) under tillsats av 0,25 % NaSF och l % natriumkarbo- nat - samtliga tillsatser är beräknade på klinkerns massa.

Vidare bereddes såsom kontroll ett bruk med samma visuella 0,50), vartill Portland- cement av klassen 400 från Tjeckoslovakien användes. Prover- na hölls efter bindningen i en mättad vattenånga i 24 tim- konsistens (cement:sand = 1:3), w = mar och därefter i lösningen av aggressiva salter. Håll- fasthetsresultat efter l år oavbruten lagring finns an- givna i följande tabell XIII.

Tabell XIII saltlösning böjhållfashet (MPa) tryckhållfasthet (MPa) uppfinning kontroll uppfinning kontroll ammoniumsulfat 9,8 sönder- 37,9 sönder- 135 g/l fall fall ammoniumsulfat 15,5 6,1 108,6 82,3 0,68 g/l natriumklorid 13,9 7,5 100,2 72,8 164 g/l natriumklorid 16,8 8,2 103,2 64,9 0,82 g/l Exemgel 23 Klinker från cementfabriken Hranice males i närvaro av l % (mass) natriumligninsulfonat till ett cement med en speci- fik ytarea av 710 m2/kg. Av detta cement beredes under tillsats av l % (mass) av det bindningsreglerande medlet FeSF och l % (mass) natriumkarbonat (beräknat på den sam- manlagda massan av klinkern) en betong i förhållandet 10 15 20 25 30 35 452 607 35 cement:sand:ballast av l:3:3, w = 0,33. Betongen börjar binda efter 30 minuter. Betongen är i avsevärd grad genom- luftad, då den innehåller l2 - 15 % slutna, 0,5 - l mm stora porer. Efter 24 timmar uppnår betongen en tryckhåll- fasthet av 40 MPa.

Exemgel 24 På liknande sätt som i exempel 23 framställes en betong med samma sammansättning med samma vattenkoefficient, varvid endast koncentrationen av tillsatsmaterialen ändras. Vid användning av l,5 % Na2CO3 och 2 % FeSF förlängs begyn- nande bindning till l timme.

Exemgel 25 För framställning av betong maldes en klinker fràn cement- fabriken Prachovice till en specifik ytarea av 700 m2/kg.

Sammansättningen av betongen var cementzsandzballast = l:3:3. Vid användning av l % kaliumkarbonat, 1 % NaSF och 1,5 % CaLig och vid vattenkoefficienten 0,26 hade bland- ningen jordfuktig karaktär och en begynnande bindning efter 20 minuter. Genom höjning av koncentrationen av NaSF till_ 2,5 % och vattenkoefficienten till 0,29 erhöll man en flytande betongblandning med begynnande bindning efter 40 minuter.

Exemgel 26 Förutom de nämnda sulfonerade kondensationsprodukterna be- tecknade NaSF och FeSF framställdes ytterligare derivat genom oxidation. Preparatet NaSF oxiderades med luft vid förstoftningstorkning i en torkkammare vid en temperatur av 70 - 90° C och kyldes efter den fullständiga torkningen snabbt med en kall luftström. Preparatet fylldes i säckar, som försetts med en vattentät beläggning. Detta derivat betecknas vidare såsom SFK 1. Det såsom SFK 2 betecknade derivatet framställes enligt följande: 10 15 20 25 30 35 452 607 36 I ett reaktionskärl tillfördes 1000 massdelar vatten, 500 massdelar pyrokatekol och 10 delar 96-procentig sva- velsyra. Temperaturen inställdes på 55 - 600 C och vid denna temperatur tillsattes inom 30 minuter 284 massdelar formaldehyd (36-procentig). Därefter tillsattes 636 mass- delar surt natriumsulfit (90-procentigt) och stegvis 397 massdelar formaldehyd. Temperaturen höjdes långsamt till 950 C och reaktionsblandningen hölls vid denna tem- peratur i 90 minuter. Reaktionen avslutades då ett prov var lösligt i 2-procentig svavelsyra. Därefter tillfördes 65 delar kristallint kromIII-sulfat, som var upplöst i 100 delar vatten och 50 delar 96-procentig svavelsyra.

Slutligen inställdes torrsubstanshalten på 30 %, varige- nom produkten SFK 2 utvanns.

För framställning av derivatet SFK 3 användes följande förfarande: i en sulfoneringsreaktor sulfonerades vid en temperatur av ll0O C 290 massdelar beta-naftol medelst 240 massdelar 96-procentig svavelsyra. Den bildade sulfo- neringsblandningen överfördes till den kondensationsreak- tor, vari 500 massdelar teknisk fenolblandning av i det följande angiven sammansättning tillsammans med 500 mass: delar vatten tillfördes: vatten 11,6 % (mass-) neutral olja 3,6 % “ vakuumharts 2,9 % “ fenol 0,3 % “ kresol 3,4 % “ xylenoler 3,3 % " pyrokatekol 3l,2 % “ 3-metylpyrokatekol 15,2 % " 4-metylpyrokatek0l 28,5 % " Temperaturen inställdes på 45 ~ 550 C och vid denna tem- peratur tillsattes inom 60 minuter stegvis 375 massdelar formaldehyd. Efter avslutande av tillsatsen omrördes i yt- 10 15 20 25 30 35 452 607 37 terligare 60 minuter, varpå 40 massdelar kristallint alu- miniumsulfat, som upplösts i 80 delar vatten, och 200 massdelar 40-procentig natronlut tillfördes. Efter neutra- lisering oxideras reaktionsblandningen genom torkning i en förstoftningstork.

Det beskrivna sulfonerade feno1-formaldehydkondensatet an- vändes för beredning av cementvälling med w = 0,20. För framställning av vällingen valdes en klinker från cement- fabriken Prachovice till en specifik ytarea av 590 m2/kg i frånvaro av gips. Vällingen innehöll 0,6 massprocent av det sulfonerade fenoliska kondensatet och 0,8 massprocent natriumkarbonat, beräknat på klinkerns massa. Arbetbarhe- ten och begynnande bindning för de framställda vällingar- na finns angivna i följande tabell XIV.

Tabell XIV sulfonerat arbetbarhet begynnande fenoliskt (skala enligt bindning kondensat exempel l) (minuter) FeSF 5 90 SFK 1 5 70 SFK 2 4 40 SFK 3 4 - 5 50 Exemgel 27 Av en klinker från cementfabriken Hranice, som malts till en specifik ytarea av 400 m2/kg, framställdes välling med w = 0,25. Vällingen innehöll l % natriumkarbonat och 0,7 % av natriumsaltet av en sulfonerad fenol-formaldehydkonden- sationsprodukt å ena sidan och reglermedlet NaSF å andra sidan.

Vid användning av FeSF var arbetbarheten för vällingen 5 10 15 20 25 30 35 452 607 38 och den begynnande bindningen 300 minuter. Vid användning av ett sulfonerat derivat var arbetbarheten 3 och den be- gynnande bindningen 10 minuter.

Exempel 28 Av en klinker från cementfabriken Malomerice maldes ett ce- ment med en specifik ytarea av 700 m2/kg under tillsats av 0,1 % dietylkarbonat såsom malningstillsats och i frånvaro av gips. Från detta cement framställdes en fririnnande välling, nämligen genom tillsats av 27 % vatten, under tillsats av 0,9 % av kondensationsprodukten FeSF och 0,8 % natriumoxalat. Den begynnande bindningen för vällingen var 30 minuterf Exempel 29 Från en klinker från cementfabriken Hranice maldes ett ce- ment under tillsats av 0,1 % natriumligninsulfonat såsom malningsmedel till en specifik ytarea av 460 m2/kg. För framställning av ett bruk (med sand 1:3) användes 0,7 % natriumsilikat och 0,8 % av kondensationsprodukten FeSF med 32 % vatten. Den begynnande bindningen för bruket var 45 minuter, tryckhâllfastheten efter 28 dagar uppnådde 60 MPa.

Exempel 30 För beredning av cementvällingar maldes kommersiella Portlandcement av klass 400 under tillsats av gips och klinker från cementfabriken štamberk, till en specifik yt- area av 620 m2/kg i närvaro av 0,1 % (mass~) natriumlignin- sulfonat såsom malningstillsats (malningsintensifierande medel). Under användning av olika beskrivna tillsatsämnen enligt uppfinningen och kombinationer därav framställdes vällingar med vattenkoefficienten 0,24. Dessas egenskaper finns angivna i följande tabell. Procentuppgifterna är 10 15 20 25 30 35 452 607 39 beräknade på massan för cementet. nr cement tillsatser arbet- barhet 1 PC 400 natriumsilikat (l mass-%) 2 PC 400 KHSO4 (1 %) 3 PC 400 natriumoxalat (0,8 %) 0-1 4 PC 400 NaSF (0,5 %) l 5 štamberk 620 natriumsilikat (1 %) O-l s štamberk szo xnso4 (1 s) o 7 Stamberk 620 natriumoxalat (0,8 %) 0-1 s štamberk szo Nasr (0,8 %) 1 9 štamberk ezo Nasr (0,8 %) + natriumsilikat (l %) 4-5 10 štamberk 620 NaSF (0,8 % + natriumoxalat (0,8 %) 3-4 11 štamberk 620 Nasr* (0,8 s) + KHSO4 (l %) 3 Vid uppskattning av de reologiska egenskaperna hos väle lingar användes en empirisk skala efter visuell uppskatt- ning, i vilken graderna av arbetbarhet innebär: - vällingen torkar, ej arbetbar vällingen flyter endast under vibration vid 50 Hz - vällingen flyter då man lätt slår på blandarkärlet UJNi-'O I - vällingen flyter från blandarkärlet genom inverkan av tyngdkraften 4 - vällingen är fririnnande 5 - vällingen är fririnnande med låg viskositet Från de angivna jämförelseförsöken framgår, att först i närvaro av ett alkalimetallsalt av en sulfometylerad fenol- formaldehyd-kondensationsprodukt (jämförelseförsök 9 ~ ll) är en framställning av vällingar med en låg vattenkoeffi- 10 15 20 25 452 607 40 cient möjlig. De enskilda komponenterna ger ej dessa re- sultat, med Portlandcement (försök 1 - 4), samt med det gipsfria cementet (försök 5 - 8). Denna experimentellt fastställda svnergistiska effekt har hittintills ej beskri- vits och utgör en högreeffekt i jämförelse med den kända tekniken.

Från de ovan givna exemplen framgår, att den begynnande bindníngen hos cementvällingar beror av den specifika yt- arean hos cementet, varvid med ökande specifik ytarea den begynnande bindníngen lagenligt förkortas. Den begynnande bindníngen beror även på det använda saltet, varvid vid samma koncentration blandningen med surt sulfat uppvisar den kortaste begynnande bindníngen. En förlängning av den begynnande bindníngen erhåller blandningen med oxalat och den längsta erhålles med blandningen med silikat. Detta möjliggör en inställning av bindningens varaktighet.

Exempel ål För framställning av en cementvälling användes till en spe- cifik ytarea av 2700 m2/kg mald klinker under tillsats-av 3 % av produkt NaSF och 2,9 % natriumsilikat. Vällingen hade vid en vattenkoefficient av 0,37 en fririnnande karak- tär. Utan de angivna tillsatserna kan detta cement arbetas först vid w = 0,8.

Claims (5)

452 607 *u Patentkrav

1. Snabb-bindande höghållfasthetscementbindemedel på basis av Portlandcementklinker, som utan gipstillsats malts till en spe- cifik ytarea av 150-3000 m2/kg och i vilken 5-95 massprocent av partiklarna är mindre än 5 pm, vidare på basis av minst en för- ening från gruppen bestående av alkalimetallhydroxid, -karbonat, -vätekarbonat, -silikat, -surt silikat, -sur sulfid och.-oxalat och en feno1-formaldehydkondensationsprodukt, som innehåller sul- fogrupper, och vidare på basis av vatten, k ä n n e t e c k - n a t av att det innehåller 0,1-5 massprocent, beräknat på mas- san malt cement, av ett salt av en sulfometylerad fenol-formalde- hydkondensationsprodukt, vari 3-70% av de sura grupperna är upp- tagna av trevärda katjoner från gruppen järn, aluminium och krom.

2. Bindemedel enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a t av att saltet av den sulfometylerade feno1-formaldehydkondensationspro- dukten åtminstone delvis är överförd till kinoid form genom in- verkan av minst 0,5 massdelar syre, beräknat på massdelen fenol.

3. Bindemedel enligt krav 1 eller 2, k ä n n e t e c k n a t av att fenolen är tvåvärd.

4. Bindemedel enligt krav 3, k ä n n e t e c k n a t av att den tvåvärda fenolen utgöres av pyrokatekol eller en homolog där- till.

5. Förfarande för framställning av ett snabb-bindande höghåll- fasthetscementbindemedel genom malning av en Portlandcementklin- ker till en specifik ytarea av 150-3000 m2/kg med en andel av par- tiklar under 5 pm i området 5-95 massprocent genom tillsats av minst en förening från gruppen bestående av alkalimetallhydroxid, -karbonat, -vätekarbonat, -silikat, -surt silikat, -sur sulfid och -oxalat och en fenol-formaldehydkondensationsprodukt, som in- nehâller sulfogrupper, och slutligen genom blandning med vatten, k ä n n e t e c k n a t av att man i åtminstone 20% av vattnet upplöser 0,1-10 massprocent, beräknat på massan av det malda ce- mentet, av minst en förening från gruppen, som består av alkali- 452 607 42 metallhydroxid, -karbonat, -vätekarbonat, ßsilikat, -surt sili- kat, -sur sulfid och -oxalat, och 0,01-5 massprocent, beräknat på massan av malt cement, av ett salt av en sulfometylerad fenol- formaldehydkondensationsprodukt, vari 3-70% av de sura grupperna är upptagna av en trevärd katjon från gruppen järn, aluminium och krom, beräknat på vikten av det malda cementet, varpå man blandar vattnet med cement och eventuellt även med sand, bergarter eller annan ballast.