SE525216C2

SE525216C2 - Treatment of cellular plastic particles for lightweight concrete

Info

Publication number: SE525216C2
Application number: SE0301427A
Authority: SE
Inventors: Haakan Dackefjord; Stefan Tall
Original assignee: Epscement Ab
Priority date: 2003-05-19
Filing date: 2003-05-19
Publication date: 2004-12-28
Also published as: SE0301427D0; SE0301427L; WO2004101460A1

Abstract

A method for the treatment of expanded plastic particles for admixture in lightweight concrete. The treatment is characterized in that monoethylene glycol monopropyl ether diethylene glycol monopropyl ether, monopropylene glycol monopropyl ether, dipropylene glycol monopropyl ether, monoethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, monopropylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, isomers or mixtures thereof, corresponding to 0.2 - 20 l/m<3> completed lightweight concrete, preferably 1 - 8 l/m<3>, is applied on the expanded plastic particles, e.g. by spraying. The treatment with chemicals has several functions, whereof the most important ones are to facilitate the mixing of expanded plastic particles, cement and water into a homogenous mass due to the surface activity effect, to reduce the shrinkage of the material during the drying process, and in case the expanded plastic particles are distributed with dry cement applied on their surfaces, also to bind the cement to the expanded plastic particles during transportation and storage.

Description

~ I I ~ » u . - u | .u n 525 216 2 att kompensera för krympning genom att använda gjutformar med i motsvarande grad större dimensioner än önskade dimensioner hos den färdiga produkten. Krympning är ofta även ett betydande problem vid gjutning av vanlig betong (d.v.s. betong med sand, stenkross, etc, som ballast och en densitet á ca 2300 kg/må). En vanlig metod för att minska krympningen i materialet vid uttorkning är att minska den i betongblandningen tillsatta mängden vatten. Detta kräver ofta en tillsats, ”plasticerare” eller ”superplasticerare”, som kompenserar för betonggjutmassans minskade bearbetbarhet vid lägre vatteninnehåll. En alternativ metod är att tillsätta en krymphämmande kemikalie. Exempel på krymphämmande kemikalier för vanlig betong är alkoholer, glykoler, glykoletrar och polyetrar. ~ I I ~ »u. - u | to compensate for shrinkage by using molds with correspondingly larger dimensions than desired dimensions of the finished product. Shrinkage is often also a significant problem when casting ordinary concrete (i.e. concrete with sand, crushed stone, etc., as aggregate and a density of about 2300 kg / month). A common method of reducing the shrinkage of the material during drying is to reduce the amount of water added to the concrete mixture. This often requires an additive, "plasticizer" or "superplasticizer", which compensates for the reduced workability of the concrete casting compound at lower water content. An alternative method is to add an anti-shrinkage chemical. Examples of anti-shrinkage chemicals for ordinary concrete are alcohols, glycols, glycol ethers and polyethers.

Större svårighet att vid tillverkningen blanda lättbetongen till en homogen massa är särskilt uppmärksammat då cellplastpartiklar, vanligtvis av expanderad polystyren (EPS), tillsätts som lättviktsutfyllnad. Orsakerna till att blandningen då är mer komplicerad är cellplastens låga bulkdensitet, vanligtvis ca 15-30 kg/m3, samt att cellplastpartiklarna har en hydrofob yta emedan cement/vattenblandningen är hydrofil. Blandningen kan då underlättas genom tillsats av tensider, d.v.s. kemikalier som genom en ytaktiv verkan underlättar för hydrofoba ämnen att blanda sig i hydrofila miljöer. Exempel pà tensider använda i dessa sammanhang är natriumsalter av organiska sulfater och aminer.Greater difficulty in mixing the aerated concrete into a homogeneous mass during production is particularly noteworthy when foam plastic particles, usually of expanded polystyrene (EPS), are added as lightweight filling. The reasons why the mixture is then more complicated are the low bulk density of the foam, usually about 15-30 kg / m3, and that the foam particles have a hydrophobic surface because the cement / water mixture is hydrophilic. The mixing can then be facilitated by the addition of surfactants, i.e. chemicals that, through a surfactant effect, make it easier for hydrophobic substances to mix in hydrophilic environments. Examples of surfactants used in these contexts are sodium salts of organic sulphates and amines.

Ett attraktivt sätt att distribuera lättbetong med cellplastpartiklar och/eller lättklinker som lättviktsutfyllnad är att blanda utfyllnadsmaterialet med torr cement och eventuella additiv, och förpacka blandningen i |;.;n u u-u-ﬁ-u »annu u. un' _ _ : v a a ~ nu 525 216 3 säckar eller motsvarande, för distribution via sedvanliga distributionskanaler för byggnadsmaterial. Vid användandet behöver då användaren, exempelvis en byggentreprenör eller en privatkonsument, endast tillsätta vatten för att kunna blanda produkten till en gjutbar lättbetongmassa. Vid denna distributionsmetod är det fördelaktigt om den torra cementen kan tillföras utfyllnadsmaterialet på ett sätt så att beståndsdelarna fördelar sig jämnt i säcken, och förblir jämnt fördelade även vid transport och lagring. För att uppnå detta behöver normalt utfyllnadsmaterialet behandlas på något sätt som ger ökad och långsiktig adhesion mellan cement och utfyllnadsmaterial, enär annars den tyngre cementen skulle ansamlas i botten av säcken. Om beståndsdelarna inte är jämnt fördelade i säcken innebär detta större svårighet för slutanvändaren att erhålla en homogen blandning och det isvårliggör avsevärt för slutanvändaren att bereda en fullgod blandning utifrån en delmängd av säckens innehåll.An attractive way of distributing aerated concrete with foam particles and / or clinker as a lightweight filler is to mix the filler material with dry cement and any additives, and pack the mixture in |;.; Nu uu- ﬁ- u »annu u. Un '_ _: vaa ~ now 525 216 3 sacks or equivalent, for distribution via customary distribution channels for building materials. During use, the user, for example a construction contractor or a private consumer, only needs to add water to be able to mix the product into a pourable aerated concrete mass. In this method of distribution, it is advantageous if the dry cement can be added to the filling material in such a way that the components are evenly distributed in the bag, and remain evenly distributed even during transport and storage. To achieve this, the backfill material normally needs to be treated in some way that provides increased and long-term adhesion between cement and backfill material, otherwise the heavier cement would accumulate in the bottom of the bag. If the ingredients are not evenly distributed in the bag, this means greater difficulty for the end user to obtain a homogeneous mixture and it makes it considerably more difficult for the end user to prepare a good mixture based on a subset of the contents of the bag.

Ett annat sätt att distribuera lättbetong med cellplastpartiklar och/eller lättklinker som lättviktsutfyllnad är att paketera utfyllnadsmaterialet utan tillförning av cement, för distribution via sedvanliga distributionskanaler för byggmaterial. Vid användandet behöver då användaren, exempelvis en byggentreprenör eller en privatkonsument, tillsätta cement och vatten, alternativt en ännu ej härdad cement- och vattenblandning, för att kunna blanda produkten till en gjutbar lättbetongmassa. Som ett sätt att underlätta för slutanvändaren kan leverantören av utfyllnadsmaterialet i vid denna distributionsform påföra tillsatsmedel, exempelvis medel för underlättande av blandningen, antistatisk effekt och/eller minskning av uttorkningskrympning, till utfyllnadsmaterialet. .- - | | a . . , . . , ,, v u .H -... .: . I 0 I gg 525 216 4 SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Uppfinningen löser med en påförning av en tillsatssubstans ett flertal problem vid tillverkning, distribution, beredning, och applicering av lättbetong utfylld av cellplastpartiklar.Another way of distributing aerated concrete with cellular plastic particles and / or lightweight clinker as lightweight filler is to package the filler material without the addition of cement, for distribution via conventional distribution channels for building materials. During use, the user, for example a construction contractor or a private consumer, then needs to add cement and water, or alternatively an as yet uncured cement and water mixture, in order to be able to mix the product into a pourable aerated concrete mass. As a way of facilitating the end user, the supplier of the filler material in this form of distribution can apply additives, for example agents for facilitating the mixing, antistatic effect and / or reducing dehydration shrinkage, to the filler material. .- - | | a. . ,. . , ,, v u .H -....:. SUMMARY OF THE INVENTION With the application of an additive, the invention solves a number of problems in the manufacture, distribution, preparation, and application of aerated concrete filled with foam particles.

Med hjälp av den typ av kemikalietillsats som definieras i uppfinningen (nedan) kan samma tillsats såväl underlätta blandningen genom ytaktiv verkan, minska materialets krympning under uttorkningsprocessen och, om så önskas, binda cementen vid cellplastpartiklarna i torrt tillstånd.By means of the type of chemical additive defined in the invention (below), the same additive can both facilitate the mixing by surfactant action, reduce the shrinkage of the material during the drying process and, if desired, bind the cement to the foam particles in the dry state.

Kemikalietillsatsen kan även ge en viss antistatisk effekt, vilket är av särskild betydelse då cellplastpartiklarna distribueras förpackade utan påförning av cement.The chemical additive can also give a certain antistatic effect, which is of particular importance when the foam particles are distributed packaged without the application of cement.

DETALJERAD BESKRIVNING AV EN FÖREDRAGEN UTFÖRINGSFORM För att tillverka lättbetongen finfördelar man återvunnen cellplast, företrädelsevis expanderad polystyren, alternativt tillverkar man cellplastpartiklarna genom expansion av jungfrulig plast, företrädelsevis expanderbar polystyren, Cellplastpartiklarna behandlas genom att dess yta påförs, lämpligen genom sprayning eller motsvarande, en vätska bestående av en monoalkylglykoleter. Mängden monoalkylglykoleter bör motsvara 0,2-20 1/må färdig lättbetong, företrädelsevis 1-8 l/m3, och bör tillföras i vattenfri form, så att cementens härdning inte initieras i förtid (närvaro av spårmängder vatten är acceptabelt).DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT of a monoalkyl glycol ether. The amount of monoalkyl glycol ethers should correspond to 0.2-20 l / m of finished aerated concrete, preferably 1-8 l / m3, and should be applied in anhydrous form, so that the curing of the cement is not initiated prematurely (presence of trace amounts of water is acceptable).

Efter cellplastpartiklarnas behandling med monoalkylglykoleter påföres torr cement för att på så vis erhålla en produkt som kan distribueras i ohärdat tillstånd, där slutanvändaren " i II I °~ . . - "I . u b. a . . . . " n .After the treatment of the plastic particles with monoalkyl glycol ethers, dry cement is applied in order to obtain a product which can be distributed in the uncured state, where the end user "i II I ° ~.. -" I. u b. a. . . . "n.

I I I » n v. . l . o un: o u u ; - . n . .. ,'; 1 -- » .. . . . 5 ' " ~- ----- -:. endast behöver tillsätta vatten för att kunna blanda en gjutbar lättbetongmassa. Alternativt distribueras de behandlade cellplastpartiklarna enskilt, varvid slutanvändaren tillsätter både cement och vatten vid användandet.I I I »n v.. l. o un: o u u; -. n. .., '; 1 - »... . . 5 '"~ - ----- - :. only need to add water to be able to mix a pourable aerated concrete mass. Alternatively, the treated foam particles are distributed individually, with the end user adding both cement and water during use.

Den monoalkylglykoleter som väljs för ändamålet bör vara lätt löslig i vatten för att efter ha applicerats på cellplastpartiklarna kunna migrera ut till vattenfasen av en cement- och vattenblandning och där ge en krymphämmande verkan. Denna kemikalie bör dessutom ha en balans av hydrofila och hydrofoba egenskaper för att därigenom ha en ytaktiv verkan i blandningen mellan hydrofoba cellplastpartikar och en cement- och vattenblandning. Monoalkylglykoletrar som besitter dessa egenskaper är mono- och dimerer av etylenglykol eller propylenglykol, med en fri hydroxylgrupp (-OH) och en propyl- (-Cﬁh) eller butylgrupp (-Cﬁß), d.v.s. isomerer av nedanstående substanser: Monoetylenglykolmonopropyleter Dietylenglykolmonopropyleter Monopropylenglykolmonopropyleter Dipropylenglykolmonopropyleter Monoetylenglykolmonobutyleter Dietylenglykolmonobutyleter Monopropylenglykolmonobutyleter DipropylenglykolmonobutyleterThe monoalkyl glycol ether selected for the purpose should be readily soluble in water so that, after being applied to the foam particles, it can migrate out to the aqueous phase of a cement and water mixture and thereby provide a shrinkage inhibiting effect. In addition, this chemical should have a balance of hydrophilic and hydrophobic properties in order to thereby have a surfactant effect in the mixture between hydrophobic foam particles and a cement and water mixture. Monoalkyl glycol ethers possessing these properties are mono- and dimers of ethylene glycol or propylene glycol, having a free hydroxyl group (-OH) and a propyl- (-C ﬁ h) or butyl group (-C ﬁ ß), i.e. isomers of the following substances: Monoethylene glycol monopropyl ether Diethylene glycol monopropyl ether Monopropylene glycol monopropyl ether Dipropylene glycol monopropyl ether Monoethylene glycol monobutyl ether Diethylene glycol monobutyl ether Monopropylene glycol monobutyl ether Dipropylene glycol monobutyl ether

Claims

1. szs 2 1 f, PATENT CLAIM - Process for the production of aerated concrete, where the density of the concrete is reduced to the range l50-1000 kg / m3 by mixing in foam particles, characterized in that the foam particles are treated with 0.2-20 l / HF of an agent consisting essentially of a monoalkyl glycol ether or a mixture of monoalkyl glycol ethers. . A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is monoethylene glycol monopropyl ether, or isomers or mixtures thereof. . A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is diethylene glycol monopropyl ether, or isomers or mixtures thereof. A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is monopropylene glycol monopropyl ether, or isomers or mixtures thereof. . A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is dipropylene glycol monopropyl ether, or isomers or mixtures thereof. . The process of claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is monoethylene glycol monobutyl ether, or isomers or mixtures thereof. . The process of claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is diethylene glycol monobutyl ether, or isomers or mixtures thereof. 525 216: A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is monopropylene glycol monobutyl ether, or isomers or mixtures thereof. A process according to claim 1, wherein the monoalkyl glycol ether or monoalkyl glycol ether mixture is dipropylene glycol monobutyl ether, or isomers or mixtures thereof.