NO137190B - Fremgangsm}te for fremstilling av betongartikler og middel for gjennomf¦ring av fremgangsm}ten - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fremstilling av betongartikler. Oppfinnelsen angår også en sammensetning som skal tilsettes en betongblanding for å bedre dennes herdning. Med betong forstås her en blanding inneholdende Portland-sement, vann samt fyllmateriale (ofte kalt aggregater) såsom sand eller grus og stein, f.eks. macadam. Hensikten med oppfinnelsen er primært å øke styrken på

betongen, spesielt ved begynnelsen av herdningsprosessen,

f.eks. slik at man kan fjerne støpeformer tidligere enn det som hittil har vært mulig. En annen hensikt med oppfinnelsen er å fremstille en betongblanding som har ekstremt tilfredsstillende homogenitet, da med hensyn til vann og den finere del av sementen til tross for lavt vanninnhold. En annen hensikt med oppfinnelsen er å stabilisere luftbobler i betongen samtidig som denne har en tilfredsstillende styrke.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse karakteriseres ved at man til en betongblanding, bestående av sement, vann og fyllmateriale, setter en blanding i form av en stabil suspensjon av siliciumdioksyd i form av meget fine partikler og med en partikkelstørrelse på mindre enn,10 ym og i mengder på fra 0,01-10 vekt-% av sementen i en lyotrop flytende krystallinsk fase, omrører betongblandingen slik at man effektivt fordeler siliciumdioksydet og den lyotrope flytende krystallinske fase i hele betongblandingen, støper denne og herder den på i og for seg kjent måte.

Siliciumdioksydet og den flytende krystallinske

fase blir fortrinnsvis blandet med hverandre før de tilsettes betongblandingen. Hvis de ikke blandes, vil siliciumdioksydet

ha en tendens til å danne en gel når det kommer i kontakt med den alkaliske betongblanding. En slik geldannelse vil redusere effekten av siliciumdioksydet. Siliciumdioksydet og den flytende krystallinske fase danner således et additiv hvor siliciumdioksydet er tilstede i form av en stabil suspensjon. Et slikt additiv ifølge foreliggende oppfinnelse består således av en stabil suspensjon inneholdende fra 0 - 85, fortrinnsvis 10 - 85, vekt-% vann, fra 10 - 80 vekt-% siliciumdioksyd, fra 0,001 - 80 vekt-$ av et overflateaktivt middel og fra 0 - 80 vekt-% av et amfifilisk stoff eller et hydrokarbon i et slikt forhold til nevnte vann at man får dannet en lyotropisk flytende krystallinsk fase.

Siliciumdioksydet har fortrinnsvis en partikkel-størrelse på mindre enn 10 mikron. En type siliciumdioksyd, som kan brukes i oppfinnelsen, er det silisiumdioksyd som innvinnes fra silisiumholdige gasser fra metallurgiske ovner, for eksempel av den type som brukes for fremstilling av ferro-silicium. Silicium av denne type inneholder ofte metalliske urenheter, men man har ikke funnet at disse er skadelige i foreliggende fremgangsmåte. Alternativt kan man bruke et siliciumdioksyd som inneholder partikler med langt mindre størrelse, f.eks. ned til 0,1 mikron. Pulverisert ekstremt finkornet reaktivt siliciumdioksyd er kjent i seg selv, og fremstilles primært ved utfelling av en gassfase bestående av siliciumtetrafluorid. Partikkelstørrelsen ligger vanligvis i området fra 0,001 - 1 ym. Hvis partikkelstørrelsen er under 0,01 mikron, vil nevnte siliciumdioksyd vanligvis være betegnet som "kolloidal siliciumdioksyd". Siliciumdioksyd inneholdende så ekstremt små partikler, er effektivt når det tilsettes betongblandingen i mengder på mindre enn 10 vekt-%, slik dette er nevnt ovenfor. Når man bruker slik kolloidal siliciumdioksyd, er det vanligvis tilstrekkelig å tilsette fra 0,1 - 0,5% til betongblandingen basert på vekten av sementen.

En lyotropisk flytende krystallinsk fase dannes spontant ved å blande vann, et overflateaktivt stoff og/eller en amfifilisk forbindelse eller et hydrokarbon. Lyotropisk flytende krystaller er beskrevet, se f.eks. Mandell, Fontell, Lehtinen & Ekwall: Acta Polytechnica Scandinavica, CH lk II, 1968, og Fontell, Mandell, Lehtinen og Ekwall: Acta Polytechnica Scandinavica, CH 7^ III, 1968. Den overflateaktive forbindelse kan ha et molekyl bestående av en hydrokarbonkjede knyttet til en ladet gruppe såsom et sulfat, sulfonat, fosfat eller karboksyl. Hydrokarbonkjeden kan ha fra 5-35 karbonatomer, fortrinnsvis 12 - 18 karbonatomer. Overflateaktive forbindelser av ionisk type har imidlertid en tendens til å påvirke herdingen av betongen og å reagere med metallioner i betongblandingen. Man foretrekker derfor å bruke et overflateaktivt middel av den ikke-ioniske type, f.eks. en polyetylenoksyd-monoglykoleter. Eterbindingen kan være forbundet med en alkyl- eller arylgruppe. Antallet etylenoksydgrupper i kjeden er fortrinnsvis fra 4-10. Eksempler på overflateaktive forbindelser, som kan brukes, er natriumlaurylsulfat og nonylfenyl-polyetylenoksyd-monoglykol.

En amfifilisk forbindelse er karakterisert ved sin struktur som inneholder en hydrofob gruppe som ikke er oppløse-lig i vann (vanligvis en hydrokarbonkjede) og en hydrofilisk gruppe, hvis reaksjon med vann er sterk på grunn av hydrogen-bindinger og polar samvirkning. Hvis reaksjonen mellom den hydrofiliske gruppe og vann er så sterk at hele molekylet blir oppløselig, vil forbindelsen bli betegnet som en overflateaktiv forbindelse. En amfifilisk forbindelse kan f.eks. bestå av en karboksylsyre, en alkohol, et monoglycerid, et fosfat, et aldehyd eller en alkylglykoleter med mindre enn tre etergrupper. Dets hydrokarbonkjede kan være rett eller grenet, mettet eller umettet og bør inneholde minst 5, fortrinnsvis maksimalt 25 karbonatomer. Eksempler på egnede amfifiliske forbindelser,

er dekanol, oktanol og oktylamin. Den amfifiliske forbindelse kan suppleres med eller erstattes av et hydrokarbon, såsom benzen eller heksan.

Den lyotropisk flytende krystallinske fase bør fortrinnsvis være stabil når den blir fortynnet med vann.

Hvis dette er tilfelle, vil nemlig den flytende krystallinske fase opprettholdes i det minste i et visst tidsintervall etter at den er tilsatt betongen, og man vil ikke miste dens effekt som en suspensjonsstabiliserende forbindelse i betongen. Hvordan stabiliteten kan opprettholdes ved fortynning, er vist på de vedlagte to ternære diagrammer. På de tærnære diagrammer slik de er vist på fig. 1 og 2, representerer X vann, Y dekanol og Z natriumoktylsulfat. I området B vil bare lyotropiske flytende krystaller eksistere, mens man i region vil ha en micellefase,. og i området A vil flytende krystall være i balanse med micellefasen. Området L ? representerer en invertert micelleoppløsning. Punkt 3 representerer en sammensetning inneholdende 7 vekt-% natriumoktylsulfat, 5 % dekanol og 88 % vann. Sammensetninger med flytende krystallinske og micellefaser som er i balanse med hverandre er representert ved punktene 1 og 2, henholdsvis. Ved fortynning med vann vil sammensetningen være representert ved hjelp av et punkt som beveger seg langs linjen H mellom punktene 3 og X. Når det bevegelige punkt har nådd posisjonen 5, vil flytende krystall ende å eksistere i sammensetningen. Når det bevegelige punkt har nådd posisjon 6, vil flytende krystall ikke lenger eksistere, bare to micelleoppløsninger (L1 og L2), og man har fått en betydelig nedsettelse av sammensetningen med hensyn til dens stabiliserende evne på siliciumdioksydpartiklene og luftbobler. I det ternære diagram som er vist på fig. 3 representerer X vann, Y p-xylen mens Z representerer et overflateaktivt middel i form av en arylglykoleter. Denne arylgruppe består av nonylfenol bundet til 6 etylenoksydgruppe. Dette overflateaktive middel er fremstilt og selges av the Swedish Berol Company, og vil i det etterfølgende bli betegnet som"Berol 02.' I området S på det ternære diagram på fig. 3 er det en vann-oppløsning i likevekt med en flytende krystallinsk fase D. Punkt 11 represénterer en blanding sammensatt av 19 % overflateaktivt middel, 1 % p-xylen og 80 % vann. Ved fortynning med vann vil punkt 11 bevege seg mot venstre, i alt vesentlig langs linjen X - Z, og vil forbli i området S inntil man når et ekstremt høyt vanninnhold, d.v.s. at blandingen kan fortynnes med vann samtidig som man opprettholder den flytende krystallinske fase D i systemet, men med en redusert mengde av D-fasen. En slik sammensetning vil således tåle en betydelig grad av fortynning og samtidig opprettholde et nærvær av en flytende Wrystallinsk fase og følgelig også stabilitet på suspensjonen, foretrekker derfor å bruke en flytende krystall av den type som er vist på fig. 3 som suspensjonsstabilisator i et additiv for betong av den type som er

beskrevet her.

Man foretrekker å bruke et additiv hvor stabilisatoren er en lyotropisk flytende krystallinsk fase i likevekt med en vannoppløsning, f.eks. den micelleoppløsning som er representert ved området B på fig. 1, eller med en "oljeopp-løsning", f.eks. den inverterte micelleoppløsning som er representert ved området L2 på fig. 1. Stabilisatoren kan bestå av en ren lyotroPisk flytende krystallinsk fase, men dette øker omkostningene for det overflateaktive middel og gir dessuten høyere viskositet. Det er foretrukket å bruke en flytende krystallinsk fase i et system som inneholder minst 50, fortrinnsvis minst 80 vekt-% vann.

Additivets hovedoppgave er når det blandes i betongblandingen å holde siliciumdioksyd-dispersjonen stabil til tross for at denne fortynnes, hvorved man får en ekstremt fordelaktig fordeling av siliciumdioksydet i hele betongblandingen. Det hersker forskjellige teorier med hensyn til effekten av siliciumdioksyd i betong. Man antar imidlertid at en effekt av siliciumdioksydet er at det reagerer med det kalsiumhydroksyd som dannes under herdingen av betongen. Por å få en effektiv reaksjon må siliciumdioksydet være jevnt fordelt i hele betongblandingen. En tilsetning av en flytende krystallinsk fase er det mest effektive middel for å gi en slik jevn fordeling av siliciumdioksydet. På grunn av at denne fase er stabil, får man en jevn fordeling av de finere sementpartiklene også, og disse finere partikler er i alt vesentlig ansvarlig for den tidlige bindingen og herdingen av betongblandingen. Man oppnår således en stabil suspensjon av de finere partikler i betongblandingen. En jevn fordeling av den flytende krystallinske fase og de finere komponenter i betongblandingen resulterer også i meget god kontakt mellom de forskjellige faste komponenter og vannet, og resulterer også i en redusert friksjon mellom de faste partikler i betongblandingen. Denne reduserte friksjon resulterer i en "smørende effekt" i betongblandingen, hvorved man kan redusere den vannmengde som kan brukes samtidig som man beholder de andre egenskaper. Det er et velkjent faktum at nedsatt vannmengde øker styrken på betongen.

Et øket innhold av mftbobler gir øket motstand mot frost i den herdede betong. Foreliggende oppfinnelse gjør det mulig å øke antallet luftbobler betydelig, f.eks. til 7-8 volum-%, uten at man derved svekker betongens styrke. Dette skyldes antagelig additivenes generelle effekt som øker betongens styrke, slik dette er forklart ovenfor, og skyldes også effekten av additivet på formen av porene. Normalt vil luftporer som dannes i betong henge sammen til en viss grad, slik at de'ofte danner et mer eller mindre kontinuerlig pore-system, mens man ved å bruke suspensjoner slik det er beskrevet her, får porer av jevn størrelse og disse porer er skilt fra hverandre. Slike separate lukkede porer resulterer i høyere transportstabilitet for betongblandingen såvel som høyere styrke, bedre kjemisk stabilitet og lavere vannabsorb-sjon i den herdede betong sammenlignet med betong hvor andre typer av luftbobler er dannet. Luftboblene i betongblandingen blir stabilisert ved nærværet av en flytende krystallinsk fase. Stabilisering av skum med en flytende krystallinsk fase er i seg selv kjent, og er f.eks. beskrevet av Friberg, S. og Ahmed. S.I.: J. Colloid and Interface Sciences, 35, side 175

(1971) og Ahmed, S.I. and Friberg, S.: Acta polytechn. Scand. Ch. 102 (1971). For å oppnå stabile luftbobler i betongblandingen ved hjelp av foreliggende fremgangsmåte bør denne betongblanding fortrinnsvis inneholde relativt mye vann og flytende krystallinsk fase. Således bør vektforholdet vann : sement være høyere enn 0,4. Videre bør vektforholdet mellom siliciumdioksydet og den krystallinske fase være mellom 0,02:1 og 40:1.

Uten å være begrenset av en eller flere spesielle teorier antar man at de gode resultater som oppnås ved hjelp av foreliggende oppfinnelse skyldes at en lyotropisk flytende krystallinsk fase er ikke-selektiv når den virker som en suspensjonsstabilisator. Den er således effektiv som en stabi-lisator for alle typer små partikler i betongblandingen og dessuten for luftboblene. I motsetning til dette vil et overflateaktivt middel' som ikke er en lyotrofisk flytende krystall være relativt selektiv som en suspensjonsstabilisator. Når slike midler tilsettes en betongblanding, kan.de stabilisere en type små partikler men ikke andre typer•av små partikler som er tilstede i betongen.

Additivet ifølge foreliggende oppfinnelse tilsettes betongblandingen under dens normale blanding. Stenmaterialet som tilsettes betongen bør være så fri som mulig for stenstøv, fortrinnsvis ved vasking med vann, ettersom man har funnet at dette gir bedre regulering av effekten ifølge foreliggende oppfinnelse. Betongmassen kan blandes og støpes på kjent måte. Når mengden av fritt vann i betongen synker mot slutten av hydratiseringsprosessen, opprettholdes systemets stabilisering med et øket innhold av overflateaktiv flytende krystallinsk fase i vannfasen, og dette gir sementlimet en lagdelt struktur i disse områder. Dette har vist seg å være gunstig for styrkeutviklingen i betongen.

En interessant anvendelse av foreliggende oppfinnelse ligger i fremstillingen av betongartikler med en overflate uten synlige porer. Eksempler på slike artikler er prefabrikerte byggeelementer for byggeindustrien, f.eks. vegg-elementer både for indre og ytre vegger som ikke krever over-flatebehandling, maling, tapetsering eller andre typer av forming. Andre eksempler på slike partikler er bordplater, vinduslister og takpanner.

Oppfinnelsen er.spesielt brukbar for fremstilling av slike prefabrikerte artikler som inneholder et pigment som gir overflaten på betongartikkelen en forønsket farge. Den lyotrofiske flytende krystallinske fase virker også som en suspensjonsstabilisator for pigmentpartiklene, slik at man får en jevn farge over hele betongartikkelens overflate. Uten å være bundet til en spesiell teori, antar man at siliciumdioksydet reagerer med det kalsiumhydroksyd som dannes under betongens herding. Man hindrer således at kalsiumhydroksyd vandrer ut på overflaten av betongartikkelen. En slik vandring ville gi uregelmessig farge på overflaten.

Fremstillingen av betongartikler med en overflate uten synlige, porer innbefatter at man fremstiller en betongblanding ved å blande Portlandsement eller aluminatsement, fyllmateriale og vann, tilsetter siliciumdioksyd og en lyotropisk flytende krystallinsk fase til nevnte betongblanding, støper blandingen i en form som har en ikke-absorberende overflate, vibrerer formen slik at man frigjør luftbobler som eventuelt er festet til nevnte ikke-absorberende overflate av ±;rr:.er., lar- "cetongblandingen herde, hvoretter man fjerner c st ongart ikkeien fra formen.

Zn foretråkken fremgangsmåte for fremstilling av betongartikler ned en overflate uten synlige porer innbefatter at man fremstiller en betongblanding ved å blande Portland-seraent eller aluminatsement, fyllmateriale, vann og hvis det er ønskelig, fargende pigment, og hvor nevnte fyllmateriale har en jevn gradering og en maksimal kornstørrelse på 8 mm, og hvor vektforholdet mellom sement og fyllstoff ligger i området fra 1:3 til 1:7, og hvor vektforholdet mellom vann og sement ligger i området fra 0,3 - 0,7., hvoretter man tilsetter siliciumdioksyd til betongblandingen i en mengde på minst 1 g siliciumdioksyd pr. kg sementtilsetter et overflateaktivt middel i form av en flytende krystall i mengder på minst 0,01 g pr. kg sement, underkaster blandingen kraftig røring for å fordele siliciumdioksydet og den flytende krystall effektivt i betongblandingen, støper betongblandingen i en form som har en vanntett, ikke-absorberende overflate, eksponerer formen for kraftig vibrering, lar betongblandingen herde, hvoretter man fjerner den fremstilte artikkel fra formen..

Fyllmaterialet bør ha en mindre partikkelstørrelse enn det som normalt brukes for betong. Sand og grus er egnede fyllmaterialer såvel som småsortert stein eller lettvekt-fyllstoff. Den maksimale partikkelstørrelse bør være 8 mm. Materialet bør være jevnt gradert, d.v.s. at det må ha en jevn siktkurve slik at man oppnår en tett pakning. Sement i form av Portland-sement eller aluminatsement tilsettes i slike mengder at forholdet sement til fyllstoff ligger i området fra 1:3 til 1:7- Sementen kan være farget eller ufarget. Ekstra farge-pigment kan tilsettes hvis dette er ønskelig. Forholdet vann : sement velges slik at man får den forønskede styrke i den ferdige betongartikkel. Fyllmateriale, sement og vann bør fortrinnsvis forblandes før resten av bestanddelene tilsettes. Blanding bør fortrinnsvis utføres i en såkalt tvungen blander. En blander av fritt fall-typen er ikke særlig godt egnet siden dette fører til ganske store luftmengder i betongen.

Et overflateaktivt middel i form av en lyotropisk flytende krystallinsk fase tilsettes betongblandingen i mengder på minst 0,01 g pr. kg sement. Det overflateaktive middel har en myknende effekt på betongblandingen og stabiliserer suspensjonen av de fine partikler i blandingen slik at man ikke får noen separasjon når betongen vibreres.

Siliciumdioksyd blir også tilsatt betongblandingen, og i mengder på minst ,1 g siliciumdioksyd pr. kg sement. Siliciumdioksydet bør fortrinnsvis tilsettes i mengder på mellom 1 og 20 g siliciumdioksyd pr. kg sement, fortrinnsvis ca. 5 g siliciumdioksyd pr. kg sement. Siliciumdioksydet bør ha den partikkelstørrelse som er nevnt ovenfor. Den kan tilsettes i form av et pulver, en vanndispersjon eller en kolloidal oppløsning.

Siliciumdioksyd kan tilsettes betongblandingen etter at man har tilsatt det overflateaktive middel. Det er imidlertid foretrukket å blande siliciumdioksydet og det overflateaktive middel på forhånd til en relativt stabil suspensjon og deretter tilsette denne til betongblandingen. Dette fremmer effektiv fordeling av siliciumdioksydet og det overflateaktive middel i blandingen. Det er videre fordelaktig å forblande fyllmateriale, sementen og vannet og så tilsette det overflateaktive middel og siliciumdioksydet, og deretter fortsette blandingen i minst 3 minutter, fortrinnsvis i en såkalt tvangsblander. Blandingen kan utføres ved normal temperatur. Betongen kan blandes og herdes ved høyere tempe-raturer hvis kortere herdetid er ønskelig. I et slikt tilfelle bør man unngå en for tidlig tørking av betongen, og dette kan f.eks. gjøres ved hjelp av dampherding eller ved å dekke betongen for å unngå et vanntap ved fordamping.

Betongblandingen kan så støpes i en form som har en vanntett, ikke-absorberende overflate, f.eks. en metallplate eller av plast. En treform dekket med plast kan også brukes, men ikke en form av ubehandlet tre. Formens overflate er fortrinnsvis belagt med et tynt sjikt av et formfrigjørings-middel, f.eks. fast voks. Formen bør deretter underkastes kraftig vibrering for å fjerne luftbobler fra betongen, i det minste fra den overflate som vil danne den synlige overflate på den ferdige betongartikkel. Når man fremstiller bygg-elementer i form av plater eller blokker, kan formen egnet plaseres horisontalt på et vibrerende bord. Det er fordelaktig først å tilsette halvparten av betongblandingen i formen, vibrerer den i et par minutter og tilsetter så resten av blandingen i formen og fortsetter vibreringen i ytterligere et par minutter. Hvis støpingen skal utføres i en vertikal form er det foretrukket å helle betongmassen langsomt inn i formen samtidig som den vibreres, slik at luftbobler kan fjernes kontinuerlig.

Når betongen er herdet kan artikkelen fjernes fra formen. En byggeplate eller byggeblokk bør fortrinnsvis stå på et flatt underlag i 24 timer. Etter dette kan den behandles uten at man risikerer deformasjon. Den overflate som har vært i kontakt med den vanntette overflate i formen er nå fri for synlige porer og har jevn farge. Overflaten blir imidlertid lett skitten og vil absorbere vann. Den kan gjøres mer fast og herdig og hydrofob ved behandling med en polymer, f.eks. et polyuretan eller av en silikontype, eller sampolymere med disse og andre polymere.

Eksempler 1- 5

Den følgende tabell viser resultatene av trykk-styrkeprøver hvor man brukte fem forskjellige betongblandinger. I alle disse eksempler besto den opprinnelige betongblanding av l8,5 kg sement, 39,5 kg grus og 50 kg macadam. I eksemplene 1-3 var sementen Limhamns standard sement"K-400", mens man i eksemplene 4-5 brukte Gullhogens standard sement "K-400" Vanninnholdet varierte noe og er angitt ved det såkalte vann-sement-tall, d.v.s. vektforholdet vann : sement. Porsjonene ble blandet i 3 minutter ved 20°C og hver porsjon ble så brukt for støping av en rekke prøvelegemer som målte 15 x 15 x 15 cm. Etter de tider som er angitt i tabellen ble trykkstyrken prøvet på et eller flere prøvelegemer.

Eksemplene 1 og 4 er sammenlignende eksempler hvor intet ble tilsatt betongblandingen. I eksemplene 2, 3 og 5 ble det tilsatt et additiv, og mengden av additivet er angitt i tabellen i ml pr. kg sement. Additivet i eksemplene 2 og 5 var en stabil suspensjon som inneholdt 60 vekt-% vann, 30 vekt-% siliciumdioksyd med en partikkelstørrelse på 0,1 - 1 pm, samt 10 % av en flytende krystallinsk fase sammensatt av 19 % alkylglykoleter av den type som er definert i forbindelse med fig. 3, 1 % p-xylen og 80 % vann. I eksempel 3 besto additivet av et kommersielt tilgjengelig middel for dannelse av luftbobler i betong, og det selges under varemerket Il Barra 55»<.>

En sammenligning mellom eksemplene 1 og 2 viser at man ifølge foreliggende oppfinnelse kan øke luftporeinnholdet fra 3jl til 5,6 % samtidig som man praktisk talt har samme verdi for trykkstyrken. En sammenligning mellom eksemplene 2 og 3 som har nesten likt luftporeinnhold, viser at additivet ifølge foreliggende oppfinnelse gir betydelig høyere verdier for trykkstyrken enn det kjente additiv. En sammenligning mellom eksemplene 4 og 5 viser at man ifølge foreliggende oppfinnelse kan øke trykkstyrken, da spesielt i løpet av de første 24 timer, til tross for at luftporeinnholdet var øket fra 3,0 til 5,1

Eksempel 6

Effekten av additivet ifølge foreliggende oppfinnelse på betongens styrke ved herding ved øket temperatur fremgår av det følgende eksempel. Det ble fremstilt en betongblanding av 13,8 kg Limhamn raskt herdende sement, 33,1 kg grus og 43j5 kg macadam, og man hadde et vann-sement-tall på 0,3' Prøver ble utført både med og uten additiv. Man brukte en total mengde på 28 ml av additivet, og dette besto av 40 vekt-% vann, 53 % kolloidal siliciumdioksyd og 7 % flytende krystall av den sammensetning som er angitt for eksemplene 2 og 5. Herding ble utført ved 60°C, og de følgende styrker ble målt på prøvestykkene etter den herdetid som er angitt.

Eksempel 7

En betongblanding ble fremstilt av 26,0 kg Gullhogens raskt herdnende sement, 35,2 kg grus, 48,2 kg macadam og tilstrekkelig vann til at man fikk et vann-sement-tall på 0,43. Denne blanding ble tilsatt 13 ml av additivet beskrevet i eksempel 6. Prøvelegemer ble herdet ved en temperatur på 50°C i 5 timer, hvoretter man undersøkte deres trykkstyrke.

På samme måte ble det fremstilt prøvelegemer av samme blanding uten additiv, og deres trykkstyrke ble undersøkt på samme måte. Trykkstyrken uten additiv ble målt til 368 kg/cm , mens man med additiv hadde 435 kg/cm .

Eksempel 8

Et additiv for betong hvor man ønsket å fremstille porøs betong, ble fremstilt av de følgende ingredienser, alle i prosentsatser pr. vekt:

Siliciumdioksydet var et amorft siliciumdioksyd som var innvunnet fra den gass som forlot en elektrisk bueovn som ble anvendt for fremstilling av silicium. Siliciumdioksydet var et grått pulver som ikke var helt rent men hadde følgende s ammens etning:

Siliciumdioksyd-pulveret hadde en midlere partik-kelstørrelse på ca. 0,1 mikron og en spesifik overflate på ca. 22 m<2> pr. gram. Den hadde en tetthet på fra 200-300 kg/m-5. Partiklene var i alt vesentlig runde.

Opp til 5 % av siliciumdioksydet var krystallinsk, resten var amorft. Nevnte "Berol 02"ble først blandet med p-xylen. Vannet ble så tilsatt og blandingen rørt inntil den var homogen. Blandingen ble så hensatt uten røring en liten stund, inntil man hadde fått dannet en lyotropisk krystallinsk fase og hadde nådd en likevekt. Til slutt ble siliciumpulve-ret tilsatt og blandingen ble rørt inntil suspensjonen var stabil.

Eksempel 9

Additivet fra eksempel 8 ble tilsatt en betongblanding som hadde følgende karakteristika:

Betongblandingen hadde et luftporeinnhold på 4,7 %,

og en vannutskillelse ofte kalt vandring, på 34 g, målt slik det er angitt i svensk prøvestandard B5:19655 Ch. 6:27.

Prøvelegemene hadde en størrelse på 100 x 100 x 400 mm og ble

fremstilt av blandingen. Prøvelegemenes resistens overfor frost ble undersøkt ved å alternerende avkjøle stykkene til en temperatur under frysepunktet og så oppvarme dem til en tempe-

ratur over frysepunktet. Etter l80 avkjølinger og oppvar-mingssykluser var vekttapet som skyldes gryndannelse og avskalling 1448 g for seks prøvelegemer. Den såkalte fundamentale frekvens for transversal vibrering var 95 % av sin opprinnelige verdi. Detaljer med hensyn til frostresistens-

prøven kan finnes i ovennevnte standardprøve.

Eksempel 10

Det ble fremstilt en betongblanding på samme måte

som beskrevet i eksempel 9, men man tilsatte intet additiv.

Fraværet av additivet reduserte luftporeinnholdet til 1,4 % og

økte vannutskillelsen til 74 g.

Resistensen overfor frost ble undersøkt som beskre-

vet i eksempel 9- Vekttapet for seks prøvelegemer økte til ca.

5000 g. Den fundamentale frekvens for den transversale vibre-

ring var redusert til mindre enn 50 % av den opprinnelige verdi.

Eksempel 11

Et additiv for betong som ble brukt for å

akselerere herdingen ble fremstilt av følgende ingredienser:

Siliciumdioksyd var det som var beskrevet i eksempel 8.

Nevnte "Berol 02" ble oppløst i vannet og oppløsningen ble hensatt i et lite tidsrom uten røring inntil det hadde dannet seg en lyotropisk flytende krystallinsk fase og man hadde nådd en likevekt. Siliciumdioksydet ble nå tilsatt under røring inn-

til man fikk dannet en stabil suspensjon.

Eksempel 12

Additivet fra eksempel 11 ble tilsatt en betongblanding med følgende karakteristika:

Sementkvalitet: Gullhogen raskt-herdende.

Prøvestykker ble fremstilt og herdet ved 70°C i 6 timer og så ved normal romtemperatur. Trykkstyrken ble under-søkt etter forskjellige tidsrom. Resultatene er gitt nedenfor.

Eksempel 13

En betongblanding ble fremstilt som beskrevet i eksempel 12, men uten additiv. Prøvestykkene ble fremstilt, herdet og undersøkt som beskrevet i eksempel 12. Resultater:

Eksempel 14

En form for takpanne ble fremstilt av platemateri-ale av rustfritt stål. Et tynt lag av et fast stoff ble pålagt formen som et frigjøringsmiddel. Det ble fremstilt en betongblanding som hadde et forhold mellom fyllstoff og sement på 4,0 og et forhold vann til sement på 0,33. Hele fyllstoffet ble ført gjennom en sikt med en mesh-størrelse på 2 mm, 30 % av fyllstoffet passerte en sikt med en mesh-størrelse på 0,5 mm, mens 7 % av fyllstoffet passerte en sikt med en mesh-størrelse på 0,1 mm. Betongblandingen inneholdt også det additiv som er beskrevet i eksempel 8 i en mengde på 1 vekt-% av sementen. Et kommersielt tilgjengelig additiv av ligno-sulfonattypen ble tilsatt i en mengde på 0,5 vekt-% av sementen. Nevnte additiv gjorde det mulig å bruke et så lavt vann til sement-forhold som 0,33- Denne betongblanding inneholdt også et rødt pigment i en mengde på 5 vekt-% av sementen. Nevnte pigment selges av det svenske selskap Bayer Kemi AB under varemerket "Red Iron Oxide No 108". Betongblandingen inneholdt også en rød flytende maling i en mengde på 0,5 vekt-% av sementen. Nevnte maling selges av det svenske firma Wilh. Becker AB under varemerket Allbrytfårg.

Ved fremstillingen av betongen ble fyllstoffet, sementen og det tørre pigmentet først blandet. De to additi-vene og den flytende maling ble blandet separat, hvoretter blandingen ble tilsatt den tørre betongblanding mens vann ble tilsatt.

Formen ble fylt med den våte betongblanding og plasert på et vibrerende bord i 80 sekunder. Den ble så holdt på en temperatur fra l8-20^C i 15 timer og den herdede takpanne ble så fjernet fra formen. En polyuretanlakk ble nå pålagt den overflate av takpannen som ville være synlig på selve taket. Den ferdige overflate var fri for sprekker og synlige porer. Den hadde en helt jevn farge og utmerkede vannavstøtende egenskaper.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for fremstilling av betonggjenstander, karakterisert ved at man til en betongblanding bestående av sement, vann og fyllmateriale, setter en blanding i form av en stabil suspensjon av silisiumdioksyd i form av meget fine partikler og med en partikkelstørrelse på mindre enn 10 ym og i mengder på fra 0,01-10 vekt-% av sementen i en lyotrop flytende krystallinsk fase, omrører betongblandingen slik at man effektivt fordeler siliciumdioksydet og den lyotrope flytende krystallinske fase i hele betongblandingen, støper denne og herder den på i og for seg kjent måte.

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte siliciumdioksyd har en partikkelstørrelse på mindre enn 0,1 mikron.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at nevnte siliciumdioksyd tilsettes som en kolloidal oppløsning.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 1, karakterisert ved at den lyotrope flytende krystallinske fase inneholder et overflateaktivt stoff og eventuelt også et amfifilisk stoff og/eller et hydrokarbon, og i så store mengder at den utgjør fra 0,001-1 vekt-% av sementen som tilsettes betongblandingen.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at betongblandingen har et vann/sementforhold på mer enn 0,4, videre at en stabil suspensjon tilsettes hvor vektforholdet mellom siliciumdioksyd og flytende krystall er mellom 0,02:1 og 40:1, og ved at betongblandingen blandes inntil dens innhold av luftbobler er mellom 6 og 9%.

6. Sammensetning for tilsetning til betongblandinger for fremstilling av betonggjenstander ved fremgangsmåten ifølge krav 1,karakterisert ved at den innbefatter en stabil suspensjon inneholdende fra 0-85%, fortrinnsvis fra 10-85 vekt-% vann, fra 10-50 vekt-% siliciumdioksyd samt fra 5-20 vekt-% av et overflateaktivt stoff og fra 0-20 vekt-% av et amfifilisk stoff eller et hydrokarbon, og hvor det overflateaktive stoff og det amfifiliske stoff, hvis dette er tilstede, danner i vannfasen en lyotrop flytende krystallinsk fase.

7. Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved at siliciumdioksydet har en partikkelstørrelse på mindre enn 1 ym, fortrinnsvis mindre enn 0,1 ym.

8. Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved at siliciumdioksydet er tilstede som en koilodial siliciumdioksydoppløsning.

9. Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved at den lyotrope flytende krystallinske fase er av den type som er i likevekt med vannfasen når sammensetningen er sterkt fortynnet med vann.

10. Sammensetning ifølge krav 9, karakterisert ved at den lyotrope flytende krystallinske fase er dannet av vann, p-xylen og en arylglykoleter og har en sammensetning representert ved området S i det ternære diagram som er angitt på fig. 3-

11. Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved å inneholde fra 1-3 vekt-% p-xylen, fra 5-15% nonylfenyl-polyetylenoksyd-monoglykol med 6 etylenoksydgrupper, fra 30-50% vann og fra 40-60% siliciumdioksyd.

12. Sammensetning ifølge krav 6, karakterisert ved a inneholde fra 10 J til 10 vekt-% nonylfeny1-polyetylenoksyd-monoglykol med 6 etylenoksydgrupper, fra '40-60% vann og fra 26-60% siliciumdioksyd.