CZ25692U1

CZ25692U1 - Cement and concrete additive

Info

Publication number: CZ25692U1
Application number: CZ201327310U
Authority: CZ
Inventors: Ling@Karel; Sztanková@Renata
Original assignee: Ling@Karel; Sztanková@Renata
Priority date: 2013-01-10
Filing date: 2013-01-10
Publication date: 2013-07-29

Description

Oblast technikyTechnical field

Technické řešení se týká aditiva do cementu a betonu, které zvýší pevnosti cementu i betonu, při výrazné úspoře množství cementu, popř. slínku. Jedná se o sypký materiál o granulometrii 0,063 až 2 mm, který lze dál mletím upravit.The technical solution relates to an additive for cement and concrete, which increases the strength of cement and concrete, with a significant reduction in the amount of cement, respectively. clinker. It is a bulk material with a granulometry of 0.063 to 2 mm, which can be further milled.

Dosavadní stav technikyBackground Art

V současné době jsou jako aditiva do betonu používány především tekuté plastifikátory, superplastifíkační přísady, vodotěsnicí přísady a přísady do betonů proti mrazu. Do cementů jsou to vybrané přírodní nebo umělé anorganické minerální látky, které po vhodné úpravě mohou svojí zrnitostí upravovat fyzikální vlastnosti cementu, jako je zpracovatelnost, retence vody. Mohou být interní nebo mohou mít slabě hydraulické či pucolánové vlastnosti. Síran vápenatý se přidává v malém množství, max. 3 % hmotnostní k ostatním složkám cementu, při mletí slínku, k zajištění stanoveného počátku tuhnutí. Výroba těchto aditiv je velmi energeticky náročná, drahá a složitá. Jejich použití v praxi je vázáno na přesné dávkování, doba využití je dána krátkou dobou použitelnosti výrobku. U aditiv do cementu je náročná výroba - energeticky (mletí), těžba a použití surovin atd.Nowadays, liquid plasticizers, superplastic additives, waterproofing additives and antifreeze additives are used as concrete additives. The cements are selected natural or artificial inorganic minerals which, after suitable treatment, can modify the physical properties of the cement, such as workability, water retention, by their grain size. They may be internal or have poor hydraulic or pozzolanic properties. Calcium sulphate is added in small amounts, max. 3% by weight to the other components of the cement, in the grinding of clinker, to ensure a specified start of solidification. The production of these additives is very energy intensive, expensive and complex. Their use in practice is tied to precise dosing, the usage time is given by the short shelf life of the product. In cement additives, it is difficult to produce - energy (grinding), extraction and use of raw materials, etc.

Podstata technického řešeníThe essence of the technical solution

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení se získává při fluidním spalování zejména práškového uhlí, při teplotě 750 až 850 °C z elektrostatických a cyklonových odlučovačů, přičemž aditivum získané z cyklonových odlučovačů je nutné semlít.The cement and concrete additive according to the invention is obtained in fluidized combustion, in particular pulverized coal, at a temperature of 750 to 850 ° C from electrostatic and cyclone separators, the additive obtained from cyclone separators being milled.

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení, je materiál o zrnitosti 0,063 až 2 mm. Je to heterogenní materiál, jehož chemické, fyzikální, mineralogické, morfologické a technologické vlastnosti jsou značně rozdílné a závislé na technologií spalování a použitém palivu.The cement and concrete additive according to the invention is a material having a grain size of 0.063 to 2 mm. It is a heterogeneous material whose chemical, physical, mineralogical, morphological and technological properties are very different and depend on the combustion technology and the fuel used.

Aditivum do cementu a betonu přidáváme podle technického řešení k cementu a betonu v množství 1 až 80 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti cementu. Tak velké množství je možné přidávat proto, že v cementu umí nahradit z velké části slínek.The cement and concrete additive is added according to the invention to cement and concrete in an amount of 1 to 80% by weight based on the weight of the cement. Such a large amount can be added because in cement it can replace clinkers.

Aditivum do cementu a betonu obsahuje podle technického řešení tyto oxidy: oxid křemičitý SiO₂ v rozmezí 20 až 55 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid hlinitý A1₂O₃ v rozmezí 10 až 35 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid vápenatý CaO v rozmezí 1 až 45 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva. Celkový obsah aktivního oxidu vápenatého CaO, aktivního oxidu křemičitého SiO₂ a aktivního oxidu hlinitého A1₂O₃ musí být větší než 50 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva. A dále musí aditivum do cementu a betonu obsahovat oxid železitý Fe₂O₃ v rozmezí 2 až 10 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid hořečnatý MgO v rozmezí 0,1 až 4 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid manganatý MnO v rozmezí 0,01 až 1 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid draselný K₂O v rozmezí 0,1 až 2 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid sodný Na₂O v rozmezí 0,01 až 1 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva, oxid titaničitý TiO₂ v rozmezí 0,5 až 8 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva a oxid fosforitý P₂O₃ v rozmezí 0,05 až 1 % hmotnostních vztaženo k hmotnosti aditiva.According to the invention, the cement and concrete additive contains the following oxides: SiO ₂ in the range of 20 to 55% by weight of additive, Al ₂ O ₃ in the range of 10 to 35% by weight of additive, calcium oxide CaO in a range of 1 to 45% by weight based on the weight of the additive. The total content of active calcium oxide CaO, the active silica SiO ₂ and the active alumina Al ₂ O ₃ must be greater than 50% by weight based on the additive. Furthermore, the cement and concrete additive must contain iron oxide Fe ₂ O ₃ in the range of 2 to 10% by weight based on the additive, magnesium oxide MgO in the range of 0.1 to 4% by weight based on the additive, manganese oxide MnO in the range 0 1 to 1% by weight of additive, potassium oxide K ₂ O in the range of 0.1 to 2% by weight based on the additive, sodium oxide Na ₂ O in the range of 0.01 to 1% by weight based on the additive, oxide TiO ₂ in the range of 0.5 to 8% by weight of the additive; and P ₂ O ₃ in the range of 0.05 to 1% by weight based on the additive.

Aditivum do cementu a betonu má podle technického řešení sypnou hmotnost 280 až 980 kg/m³.According to the technical solution, the cement and concrete additive has a bulk density of 280 to 980 kg / m ³ .

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení má setřesnou hmotnost v rozmezí od 480 kg/m³ do 1280 kg/m³.The cement and concrete additive according to the invention has a tap weight ranging from 480 kg / m ³ to 1280 kg / m ³ .

Chemicko-mineralogické složení aditiva do cementu a betonu podle technického řešení se vzhledem k použité technologii spalování zcela zásadně odlišuje od skladby klasických vysokoteplotních popílků. Zatímco hlavními fázemi vysokoteplotních popílků jsou amorfní SiO₂, křemen, oběThe chemical-mineralogical composition of the additive for cement and concrete according to the technical solution differs fundamentally from the composition of classical high-temperature fly ash due to the used combustion technology. While the main phases of high temperature fly ash are amorphous SiO ₂ , quartz, both

-1 CZ 25692 Ul vysokoteplotní modifikace - cristobalit i tridymit a mullit, obsahuje aditivum hlinitokřemičitou fázi, křemen, nerozpustný anhydrit Π, volné CaO, event. též Ca(OH)₂ a CaCO₃. Z uvedeného vyplývá, že vysokoteplotní popílky vykazují výhradně pucolanitu, kdežto aditivum do cementu, betonu a malt podle vynálezu má díky přítomnosti vápenných iontů samo o sobě i hydraulické schopnosti. Jelikož má aditivum do cementu a betonu svým chemicko-mineralogickým složením z pojiv používaných ve stavebnictví nejblíže k portlandským cementům, může být k nim přidáváno.High-temperature modification - cristobalite and tridymit and mullite, contains additive aluminosilicate phase, quartz, insoluble anhydrite Π, free CaO, event. also Ca (OH) ₂ and CaCO ₃ . As a result, high-temperature fly ash has exclusively pozzolanite, whereas the additive for cement, concrete and mortar according to the invention, due to the presence of lime ions, also has hydraulic capabilities. As the cement-concrete additive is closest to Portland cements by its chemical-mineralogical composition from building binders, it can be added.

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení umožňuje výrazné snížení dávky cementu v betonu, je levné a tím lze dosáhnout podstatného snížení ceny výrobků.The cement and concrete additive according to the invention allows for a significant reduction in the cement dose in the concrete, it is inexpensive and thus a substantial reduction in the price of the products can be achieved.

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení lze přidávat k betonům na každém běžném zařízení betonáren.The cement and concrete additive according to the invention can be added to the concrete at every conventional concrete plant.

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení zvyšuje výrazně počáteční i konečné pevnosti betonů.The cement and concrete additive according to the invention improves the initial and final strength of concrete significantly.

Aditivum do cementu a betonu podle technického řešení se velice dobře snáší s ostatními přísadami do betonových směsí, např. urychlovače tuhnutí a tvrdnutí, zpomalovače tuhnutí a tvrdnutí s těsnícími a hydrofobními přísadami, provzdušňovacími a plastifikačními přísadami.The cement and concrete additive according to the invention is very well tolerated with other concrete admixtures, such as setting and setting accelerators, setting and setting retarders with sealing and hydrophobic additives, aeration and plasticizing additives.

Příklady provedení technického řešeníExamples of technical solutions

Příklad 1Example 1

Přimísí se 34 % hmotn. aditiva do cementu a betonu, vztaženo k hmotnosti cementu, k cementu CEM I 42,5 R o měrném povrchu 4000 cm²g'¹. Ze získaného cementu se připraví kaše o W=0,5, která začne tuhnout po 220 minutách. Malta připravená z tohoto cementu, při poměru cementu k písku o plynulé granulometrii (normového písku) 1:3, která se uloží ve formě těles o rozměrech 4x4x16 cm po dobu 24 hod. v prostředí nasycené vodní páry, se ponechá po dobu 28 dní ve vodě o teplotě 20 °C. Po 48 hod. vykazují tělíska pevnost v tlaku 33 MPa, pevnost v ohybu 5 MPa. Po 7 dnech pevnost v tlaku 56 MPa, pevnost v ohybu 7 MPa a po 28 dnech pevnost v tlaku 67 MPa a pevnost v ohybu 9 MPa.34 wt. cement and concrete additives, based on cement weight, for CEM I 42.5 R cement with a specific surface area of 4000 cm ² g ' ¹ . A slurry of W = 0.5 is prepared from the cement obtained and begins to solidify after 220 minutes. The mortar prepared from this cement, at a ratio of cement to sand of continuous granulometry (standard sand) of 1: 3, which is stored in the form of 4x4x16 cm for 24 hours in a saturated water vapor environment, is left for 28 days in water at 20 ° C. After 48 hours, the compression strengths were 33 MPa, and the flexural strength was 5 MPa. After 7 days compressive strength 56 MPa, flexural strength 7 MPa and after 28 days compressive strength 67 MPa and flexural strength 9 MPa.

Příklad 2Example 2

Přimísí se 55 % hmotn. aditiva do cementu a betonu, vztaženo k hmotnosti cementu, k cementu CEM Π/A-S 42,5 R o měrném povrchu 3700 cm²g^_1. Ze získaného cementu se připraví kaše o W=0,5, která začne tuhnout po 240 minutách. Malta připravená z tohoto cementu, při poměru cementu k písku o plynulé granulometrii (normového písku) 1:3, která se uloží ve formě těles o rozměrech 4x4x16 cm po dobu 24 hod. v prostředí nasycené vodní páry, se ponechá po dobu 28 dní ve vodě o teplotě 20 °C. Po 48 hod. vykazují tělíska pevnost v tlaku 22,5 MPa, pevnost v ohybu 4 MPa. Po 7 dnech pevnost v tlaku 53 MPa, pevnost v ohybu 6 MPa a po 28 dnech pevnost v tlaku 57 MPa a pevnost v ohybu 8 MPa.55 wt. cement and concrete additives based on cement weight, for CEM Π / AS 42.5 R cement with a specific surface area of 3700 cm ² g ^_1 . A slurry of W = 0.5 is prepared from the cement obtained and begins to solidify after 240 minutes. The mortar prepared from this cement, at a ratio of cement to sand of continuous granulometry (standard sand) of 1: 3, which is stored in the form of 4x4x16 cm for 24 hours in a saturated water vapor environment, is left for 28 days in water at 20 ° C. After 48 hours, the bending strengths were 22.5 MPa, bending strength 4 MPa. After 7 days compressive strength 53 MPa, flexural strength 6 MPa and after 28 days compressive strength 57 MPa and flexural strength 8 MPa.

Příklad 3Example 3

Přimísí se 75 % hmotn. aditiva do cementu a betonu, vztaženo k hmotnosti cementu, k cementu CEM Π/B/S 32,5 R o měrném povrchu 3500 cm²g'¹. Ze získaného cementu se připraví kaše o W=0,5, která začne tuhnout po 280 minutách. Malta připravená z tohoto cementu, při poměru cementu k písku o plynulé granulometrii (normového písku) 1:3, která se uloží ve formě těles o rozměrech 4x4x16 cm po dobu 24 hod. v prostředí nasycené vodní páry, se ponechá po dobu 28 dní ve vodě o teplotě 20 °C. Po 48 hod. vykazují tělíska pevnost v tlaku 21 MPa, pevnost v ohybu 3 MPa. Po 7 dnech pevnost v tlaku 36 MPa, pevnost v ohybu 5 MPa a po 28 dnech pevnost v tlaku 48 MPa a pevnost v ohybu 7 MPa.75 wt. cement and concrete additives based on cement weight, for CEM Π / B / S 32.5 R cement with a specific surface area of 3500 cm ² g ' ¹ . A slurry of W = 0.5 is prepared from the cement obtained and begins to solidify after 280 minutes. The mortar prepared from this cement, at a ratio of cement to sand of continuous granulometry (standard sand) of 1: 3, which is stored in the form of 4x4x16 cm for 24 hours in a saturated water vapor environment, is left for 28 days in water at 20 ° C. After 48 hours, the compression strengths were 21 MPa, the flexural strength was 3 MPa. After 7 days compressive strength 36 MPa, flexural strength 5 MPa and after 28 days compressive strength 48 MPa and flexural strength 7 MPa.

-2CZ 25692 Ul-2CZ 25692 Ul

Průmyslová využitelnostIndustrial usability

Aditivum do cementu a betonu lze podle technického řešení využívat především k výrobě různých druhů cementů, eventuálně pojiv a betonů.According to the technical solution, the cement and concrete additive can be used mainly for the production of various types of cements, possibly binders and concretes.

Claims

PROTECTION REQUIREMENTS

5 1. Cement and concrete additive, characterized in that it contains silica

SiO ₂ in the range of 20 to 55% by weight, Al ₂ O ₃ in the range of 10 to 35% by weight, CaO in the range of 1 to 45% by weight, total content of active calcium CaO, active silica SiO ₂ and active oxide Al ₂ O ₃ must be greater than 50% by weight, the cement and concrete additive must contain iron oxide and Fe ₂ O ₃ in the range of 2 to 10% by weight, magnesium oxide in the range of 0.1 to 4% by weight, oxide MnO in the range of 0.01 to 1% by weight, potassium K ₂ O in the range of 0.1 to 2% by weight, sodium Na ₂ O in the range of 0.01 to 1% by weight, titanium dioxide TiO ₂ in the range of 0, 5 to 8% by weight and P ₂ O ₃ in the range 0.05 to 1% by weight.

A cement and concrete additive according to claim 1, characterized in that it is added to the cement and concrete in an amount of 1 to 80% by weight, based on the weight of the cement.