NO317170B1

NO317170B1 - Hydraulisk substans

Info

Publication number: NO317170B1
Application number: NO19923690A
Authority: NO
Inventors: Etsurou Asakura; Hisatsugu Yoshida; Kenrou Mitsui; Kunio Yanagibashi; Mitsuo Kinoshita; Mitsuo Sato; Tooru Okuno; Toshio Yonezawa; Yousaku Ikeo
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp; Takemoto Oil & Fat Co Ltd; Takenaka Corp
Priority date: 1991-09-25
Filing date: 1992-09-23
Publication date: 2004-09-06
Also published as: KR950014103B1; US5584927A; CN1071905A; NO923690D0; CA2079088A1; EP0534385A1; KR930005932A; CA2079088C; CN1064331C; NO923690L; NO920758D0

Description

Foreliggende oppfinnelse angår hydrauliske substanser som blir anvendt som konstruksjonsmateriale slik som betong, mørtel og puss.

Den hydrauliske substansen slik som betong, mørtel og puss blir fremstilt ved å blande og omrøre hydrauliske partikler slik som portland-sement, flygeaske og masovnslaggpartikler med vann, aggregat og en mindre mengde kjemisk blanding. Diameteren til de nevnte hydrauliske partiklene er ca. 1-H00 (im og en gjennomsnittlig diameter derav er ca. 10 20 um.

De mekaniske egenskapene og holdbarheten til den harde hydrauliske substansen blir normalt bestemt ved forholdet mellom vann og hydrauliske partikler, og dess mindre forholdet er, dess mer forbedres de mekaniske egenskaper og holdbarhet derav. Når aggregater slik som sand og steiner blir inkludert i den hydrauliske substansen, blir mekaniske egenskaper og holdbarhet derav etter herding bestemt ikke bare av forholdet mellom vann og partikler, men også av vannmengde og partikler (mengden av pasta) og mengden av aggregater, og generelt dersom forholdet derav er mindre, vil flere karaktertrekk derav bli forbedret.

Dess mindre forholdet mellom vann og hydrauliske partikler er, og dess mindre forholdet mellom mengden pasta og aggregat er, forringes fluiditeten til den hydrauliske substansen. Det dreier seg derfor om en fremgangsmåte for å forbedre de mekaniske karaktertrekkene og holdbarheten til den hydrauliske substansen ved å senke forholdet mellom vann og partikler eller å senke forholdet mellom en mengde pasta og aggregat som er begrenset til et grensepunkt av fluiditet til den hydrauliske substansen når fluiditet er nødvendig for konstruksjon.

Med andre ord er forbedring i kvalitet til den hydrauliske substansen og fluiditeten derav uatskillelig beslektet. For å løse problemene med hva hydrauliske substanser består av, beskriver kjent teknikk en slik idé at sammenhengende sementpartikler, med en blanding substanser slik som vann-reduserer, luft-anbringelse (AE) vann-reduserer, høy-område vann-reduserer, høy-område AE vann-reduserer, blir dispergert for å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen.

Annen tidligere kjent teknikk beskriver en slik idé at fine partikler som er mer enn en størrelsesorden mindre enn de hydrauliske substanser blir dispergert jevnt uten kohesjon mellom de hydrauliske partiklene slik som sement for å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen, og den mekaniske styrke og holdbarhet derav blir også

forbedret (japansk patentpublikasjon nr. 60-59182).

Videre beskriver annen kjent teknikk en slik idé at sementpartikler, en av hydrauliske partikler, kolliderer med hverandre i en høy-hastighetsluftstrøm, og fjerner kantene på partiklene og danner globuler for å forbedre fluiditeten til sementen (Japanese Patent Prov. Pub. No. 2-192439).

Innenfor denne kjente teknikken og når formålet er aktivering av sementreaksjonene og oppnåelse av overflatereaktivitet som er forskjellig fra sement, når globulær sement skal bli fremstilt i høyhastighetsluftstrømmen, blir fine partikler slik som silisiumdioksiddamp anvendt i høyhastighetsluftstrøm for å dekke sementen med silisiumdioksiddamp.

Den samme kjente teknikken frembringer et antall problemer.

For å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen ved å anvende høy-område vann-reduserer eller høy-område AE vann-reduserer til dispergering av de sammenfestede hydrauliske partiklene, er betydelig effektiv. For videre å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen, ved siden av anvendelse av høy-område vann-reduserer, er andre teknikker nødvendig.

Teknikken med jevn dispergering av fine partikler som er mer enn en størrelsesorden mindre enn de hydrauliske partiklene uten å danne en kohesjon mellom de hydrauliske partiklene, gir slike effekter at når de hydrauliske partiklene deformerer, kan skjæringsresistens mellom partiklene bli redusert, men den øker viskositeten til vann mellom de hydrauliske partiklene og begrenser forbedring av fluiditeten. Videre er jevn dispergering av fine partikler uten å danne en kohesjon mellom hydrauliske partikler ekstremt vanskelig; nesten umulig.

Teknikken med å lage globulær sement er effektiv, men den krever høye energikostnader.

Globulær sement belagt med fine partikler er effektiv når det gjelder fluiditeten til den hydrauliske substansen, men det er kostnadskrevende å lage globulær sement, og kostnadene ved å fremstille fine partikler, minsker den økonomiske effektiviteten. Videre må sement belagt med fine partikler holdes i samme tilstand når den blir blandet med vann, det er imidlertid ikke klart om eller ikke tilstanden i sementen belagt med fine partikler, som blir gjennomført i høy-hastighetsluftstrøm, kan bli beholdt som før etter at den er blitt blandet med vann. Det er vesentlig at belegging av hydrauliske partikler med fine partikler i vann blir sikret.

Derfor er målet med foreliggende oppfinnelse å løse problemene som hydraulisk substans har.

Fig. 1 viser en tilstand ifølge foreliggende oppfinnelse der en partikkel A er

fullstendig belagt med fine partikler B.

Fig. 2 viser en tilstand ifølge foreliggende oppfinnelse der en partikkel A er delvis

belagt med fine partikler B.

Fig. 3 viser en tilstand ifølge foreliggende oppfinnelse der en partikkel A er belagt med fine partikler B, noen fine partikler B er dispergert og sammenfestet mellom partiklene A. Fig. 4 viser en graf som indikerer en innbyrdes forbindelse mellom L-strømhastighet målt ved en L-typestrømtest og fortrenging av silisiumdioksiddamp. Fig. 5 viser et innbyrdes forhold mellom kompresjonsstyrke og forholdet av

kombinert substans med vann.

Fig. 6 viser fordeling av partikler av silisiumdioksiddamp avhengig av størrelse. Fig. 7 viser en fordeling av partikler av silisiumdioksiddamp etter anvendelse av

ultralydbølge i sementekstraheringsvæsken.

Fig. 8 viser en fordeling av partikler i sement.

Fig. 9 viser en fordeling av partikler av sement og silisiumdioksiddamp, med et

vektforhold på 7 til 3.

Fig. 10 viser en fordeling av mørtel som blir oppnådd ved å sende betong, der forholdet mellom kombinert substans og vann derav er 28% og forholdet mellom silisiumdioksiddamp-fortrenging derav er 0 til 30%, gjennom en sikt med åpninger på 2,5 mm. Fig. 11 viser en fordeling av mørtel som blir oppnådd ved å sende betong, der forholdet av kombinert substans og vann derav er 28% og forholdet mellom silisiumdioksiddamp fortrengt derav er 30%, gjennom en sikt med åpninger på 2,5 mm, og en fordeling av mørtel som det er blitt anvendt ultralydbølger på.

Foreliggende oppfinnelse angår således en hydraulisk substans, kjennetegnet ved at den innbefatter: vann, faste ikke-sfæriske partikler A innbefattende mer enn 20 vekt-% portland-sement»faste partikler B innbefattende damputfelt silika inneholdende mer enn 60 vekt-% Si02og som har et spesifikt overflateareal fra 50.000 til 1.000.000 cm<2>/g, hvor den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A er fra 5 til 50 um, den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene B er mindre enn 1/5-av den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A, nevnte faste partikler B har i vann utmerket dispergerende evne og koherens til de faste partiklenes A sin overflate på grunn av forskjellen når det gjelder elektriske ladninger på de faste partiklenes A og de faste partiklenes B sine overflater, idet mengden av de faste partiklene B er slik at det er en tilstrekkelig mengde av de faste partiklene B til fullstendig å dekke de faste partiklene A med i det minste et enkelt lag av de faste partiklene B, hvorved direkte kontakt mellom faste partikler A hemmes, den hydrauliske substansens fluiditet før hydratisering forbedres av de faste partiklenes B lagereffekt og elektriske frastøtende effekt, og ved at mengden av vann er mindre enn 60% av totalvekten av de faste partiklene A og de faste partiklene B.

Foreliggende oppfinnelse angår videre en hydraulisk substans, kjennetegnet ved at den innbefatter: vann, faste ikke-sfæriske partikler A innbefattende mer enn 20 vekt-% portland-sement, faste partikler B innbefattende damputfelt silika inneholdende mer enn 60 vekt-% Si02og som har et spesifikt overflateareal fra 50.000 til 1.000.000 cm<2>/g, hvor den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A er fra 5 til 50 um, den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene B er mindre enn 1/5 av de faste partiklenes A gjennomsnittlige diameter, nevnte faste partikler B har i vann utmerket dispergerende evne og koherens til de faste partiklenes A sin overflate på grunn av forskjellen med hensyn til elektriske ladninger på de faste partiklenes A og de faste partiklenes B sine overflater, idet mengden av de faste partiklene B er slik at det er en tilstrekkelig mengde av de faste partiklene B til å dekke i det minste en del av de faste partiklenes A sin overflate med minst et enkelt lag av de faste partiklene B, hvorved den direkte kontakten mellom faste partikler A hemmes, og den hydrauliske substansens fluiditet før hydratisering forbedres av de faste partiklenes B lagereffekt og elektriske frastøtende effekt, og ved at mengden av vann er mindre enn 60% av totalvekten av de faste partiklene A og de faste partiklene B.

Partiklene B, ved siden at de utgjør belegglagene over overflatene til partiklene A, kan være mellom partiklene A, med et uten at de er dispergert jevnt eller blir sammenfestet til hverandre.

En høy-område vann-reduserer kan bli anvendt for å oppnå en ønsket fluiditet for jevn

dispergering av partiklene A og partiklene B.

I den hydrauliske substansen ifølge foreliggende oppfinnelse viser den høyest effekt når partiklene A omfatter 20 vekt-% eller mer portland-sement.

I den hydrauliske substansen ifølge foreliggende oppfinnelse, viser den en høyere effekt når partiklene B omfatter 60 vekt-% eller mer amorf silisiumdioksid, som er silisiumdioksiddamp og den spesifikke overflaten derav er 50 000 -s-1 000 00 cm<2>/g.

I silisiumdioksid blir dispersjonen derav utført på en enkel måte og effektiviteten derav er betydelig høy i det tilfellet der 0,2 g silisiumdioksiddamp og 250 ml destillert vann blir anvendt sammen i et ultralydbølgedispersjonsrør (som er knyttet til en CILAS Company laser difraksjonstype partikkeldistribusjonsmåleinnretning modell 715, genereringsstyrken derav er 150 watt og frekvensen derav er 20 kHz), og når ultralyd-bølgen blir anvendt i 12 minutter, blir mer enn 30 vekt-% av silisiumdioksiddamp dispergert til partikler som er mindre enn 1 um i diameter.

I den hydrauliske substansen som blir dannet som beskrevet over, når faststoffpartiklene A slik som sement og faststoffpartiklene B der diameteren derav er mindre enn 1/5 av partiklene A, blir blandet og omrørt, og med en passe blanding, sammenfester faststoffpartiklene B til hele eller deler av overflaten av faststoffpartiklene A og lager belegglag over faststoffpartiklene A. Om et slikt belegglag er riktig utført eller ikke avhenger av ladningene på overflaten til partiklene og kreftene som er generert mellom partiklene, slik at det er nødvendig å blande partiklene A og partiklene B på en velegnet måte. I det tilfelle der faststoffpartiklene A er oppmalte slik som sement, har partiklene vinkelformer, som vist i fig. 1, imidlertid ved belegging av partiklene A med partiklene B, blir partiklene A mindre vinkelformige og fluiditeten derav forbedres. Partiklene B sammenfester til overflaten av partiklene A og fungerer som lager, slik at skjærresistensen som er generert ved kontakt av partiklene A blir redusert. Avhengig av de genererte ladningene på overflaten av partiklene eller lagene, bidrar de elektrisk frastøtende kreftene til forbedring av fluiditeten.

Reduksjon av skjæreresistensen som blir generert ved kontakt av partiklene A, som er forårsaket av den såkalte lagereffekten og elektriske frastøtende krefter, forekommer selv når partiklene B festes ujevnt eller delvis til partiklene A og lager udekkede deler på overflatene som vist i fig. 2. Selv om det er ønskelig at overflatene til partiklene A er fullstendig belagt med partiklene B, kan belegglaget på overflaten til partikkel A være

ujevnt og ubelagte deler kan også tillates å forekomme.

For å forvente en forbedring i fluiditet ved å belegge partiklene A med partikler B, er

det nødvendig at fluiditeten til den hydrauliske substansen avhenger av-Jcontaktresistens mellom partiklene. Derfor kan denne effekten bare bli forventet fra hydraulisk substans der mengden vann omfatter mindre enn en viss mengde. Karaktertrekkene til fluiditeten i den hydrauliske substansen blir normalt bestemt ved plastviskositet, imidlertid vil plastviskositeten under et visst utbyttepunkt, når en vannmengde er mindre enn 60% av samlet vekt av partiklene A og partiklene B, minske og fluiditeten derav forbedres på grunn av en effekt ved belegget ifølge foreliggende oppfinnelse. En forbedring i fluiditeten ifølge foreliggende oppfinnelse blir observert når mengden vann er mindre enn dette slik at mengden vann er mindre enn 40% av faststoffvekten. Vannmengden som gir god effekt avhenger imidlertid av en blanding av partiklene A og partiklene B,

slik at en velegnet vannmengde vil bli bestemt ved undersøkelser avhengig av et formål.

Som beskrevet over ifølge oppfinnelsen, blir faststoffpartiklene A og faststoffpartiklene B utvalgt riktig og blir omrørt til blanding, og dette fremstiller partiklene A belagt med partiklene B, dette forbedrer fluiditeten og effektiviteten til den hydrauliske substansen.

Størrelse av faststoffpartiklene A som er aktuelle i foreliggende oppfinnelse er en

normalstørrelse som hydraulisk substans som blir utnyttet ved konstruksjoner, og de har en gjennomsnittlig diameter på ca. 5 til 50 um. Faststoffpartiklene B er nødvendig for å feste til overflaten av partiklene A, slik at partiklene B vil være mindre enn 1/5, fortrinnsvis 1/10 mindre enn partiklene A i sin diameter.

Videre må en mengde av faststoffpartikler B være en mengde som er nødvendig for å dekke partiklene A, dvs. mengden av partiklene B bør være slik at mengden kan utgjøre minst et enkelt belegglag over hele eller deler av overflaten til partiklene A. For

eksempel anta at en diameter på partiklene A er 20 um og en partikkelstørrelse derav er endelig, og en diameter til partiklene B er 0,2 um og en partikkelstørrelse derav er også endelig, er mengden av partikler B som er nødvendig til å dekke et lag over partiklene A ca. 3 til 3,5% av volumet til partiklene A.

Når overflatene til partiklene A ikke er fullstendig belagt med partiklene B, er det nødvendig med en viss mengde av partiklene B for å generere den såkalte ballbærende effekt og effekten av elektrisk frastøtende krefter. Det er vanskelig teoretisk å bestemme mengden av partiklene B, men ifølge et eksperiment kan mengden av partiklene B være mer enn ca. 1/5 og fortrinnsvis lik mengden som kan lage et enkelt belegglag over hele overflatene til partiklene A.

Til omrøring og blanding av partiklene A og partiklene B, kan en velegnet innretning slik som en betongblander eller en spesiell høy-hastighetsblander bli benyttet.

Når fine partikler (partikkellegeme) blir dispergert mellom større partikler, har de små partiklene evne til å redusere skjærdeformasjonsresistensen til de større partiklene, forbedre fluiditeten derav, og øke viskositet av vann som er mellom de større partiklene hvilket reduserer fluiditeten derav. Derfor er det effektivt å plassere de fine partiklene (partikkellegemene) mellom de større partiklene, slik at de reduserer skjærdeformasjonsresistensen til de større partiklene, for å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen. Det er klart at ved belegging av partiklene A med fine partikler (partikkellegeme) B og ved å anbringe partiklene B mellom partiklene A, kan fluiditeten til partiklene bli forbedret. Fig. 3 viser hydraulisk substans i en slik tilstand.

Partiklene B bør fortrinnsvis være dispergert jevnt i rommet mellom partiklene A, noen eller alle kan festes sammen med hverandre så lenge som de er effektive i å opprettholde fluiditeten i partiklene A. Det er teoretisk vanskelig å definere mengden av partiklene B som dispergerer i et mellomrom mellom partiklene A, slik at mengden må bli bestemt med en test i henhold til en partikkeltype. Ifølge et eksperiment, når et totalvolum av partiklene B som er festet til overflaten på partiklene A og er dispergert i et mellomrom mellom partiklene A overskrider volumet som er ekvivalent med volumet nødvendig for å lage et enkelt lag over hele overflatene til partiklene A, vil partiklene B effektivt medføre at de forbedrer fluiditeten til partiklene A.

For å forbedre fluiditeten til den hydrauliske substansen, er det betydelig effektivt å anvende høy-område vann-reduserer for å dispergere de sammenfestede partiklene. Høy-område vann-reduserer er meget effektivt i foreliggende oppfinnelse der partikler A er belagt med partikler B. Høy-område vann-reduserer dispergerer partiklene A og på samme tid dispergerer den partiklene B, slik at de dispergerte partiklene B festes til overflaten av partiklene A ved at de blir ornrørt og blandet i vann, ved å danne faststoffbelegglag over partiklene A med partiklene B. Hvis de sammenfestede partiklene B, de fine partiklene, ikke kan bli dispergert ved en ytre kraft og opprettholde deres sammenfestede tilstand, vil partiklene B ikke sammenfestes til partiklene A selv om de blir ornrørt, slik at fluiditeten til partiklene A kan bli redusert avhengig av en størrelse på sammenfestede partikler B.

Det er vanskelig å bestemme mengden høy-område vann-reduserer som blir anvendt, slik at det bør bli bestemt ved en test som vurderer mengden av partikler A og partikler B som er nødvendig til å festes til overflaten av partiklene A, avhengigrav den ønskede fluiditeten til den hydrauliske substansen.

Ved omrøring og blanding av partiklene A og partiklene B, blir ifølge oppfinnelsen partiklene A fremstilt med belegglag av partiklene B. Imidlertid kan en substans C som er større enn partiklene A, bli anvendt for å forbedre den mekaniske og økonomiske effekten av den hydrauliske substansen. Hvis substans C er sand, da vil den hydrauliske substansen være mørtel, og hvis substans C er sand og steiner, da vil den hydrauliske substansen være betong. Substans C som er forskjellig fra sand og steiner, kan anvendes til å lage den hydrauliske substansen lettere eller for å forbedre formingseffektiviteten derav.

Portland-sement kan ifølge foreliggende oppfinnelse bli belagt med velegnede partikler B. Det vil si at portland-sement kan bli anvendt som partikler A i foreliggende oppfinnelse. Den blandede sementen kan bli bestemt ved faststoffpartikler A så lenge den inneholder portland-sement deri. Når mengden av portland-sement som er inneholdt i den blandede sementen imidlertid er for liten, er det mulig åoppnå effekter ifølge foreliggende oppfinnelse, slik at mengden portland-sement deri er minst mer enn 20%, fortrinnsvis mer enn 30%.

De fine partiklene omfatter amorf silisiumdioksid slik som silisiumdioksiddamp som kan bli anvendt som partikler B ifølge foreliggende oppfinnelse, til passende utvalgte partikler A, og de festes sammen til overflaten av partiklene A som er fem til ti ganger større enn partiklene B. Når partiklene B er fine partikler som omfatter amorf silisiumdioksid, kan portland-sementen være en av de passende faststoffpartiklene A til dem, og disse kan effektivt bli belagt med fine partikler.

Ved omrøring og blanding av silisiumdioksiddamp (faste partikler B) og portland-sement, en av faststoffpartiklene A, blir overflaten til sementpartiklene belagt med silisiumdioksiddamp og noe av silisiumdioksiddampen anbringes mellom sementpartiklene, noen blir dispergert jevnt og noen festes sammen til hverandre. Som en effekt av dette blir fluiditeten til den hydrauliske substansen som omfatter sement og silisiumdioksid meget forbedret. Silisiumdioksiddamp reagerer med alkali slik som Ca(OH)2fremstilt ved hydratisering av sement, og den fyller opp mellomrommene i sementhydratet, slik at den forbedrer styrken og holdbarheten til den herdede sementen. Når mengden av SiC>2 imidlertid er for liten, er effekten av silisiumdioksiddamp til å forbedre styrken begrenset. Ved å forvente at effekten forbedrer styrken fra silisiumdioksiddamp, bør innholdet av SiC>2 være mer enn 60% og fortrinnsvis mer enn 70%.

I det tilfellet at partiklene A er portland-sement, og når den spesifikke overflaten til silisiumdioksiddamp, faststoffpartiklene B, er for stor, er det vanskelig å dispergere sammenhengende silisiumdioksiddamp og å dekke sementen riktig. I det tilfelle den spesifikke overflaten til silisiumdioksid er for liten, festes den i motsatt fall ikke riktig til overflaten av sementen til at det utgjør et belegglag av sement, og det reagerer videre til sementhydrat og senker effekten til å forbedre effektiviteten av den herdede sementen. Derfor bør den spesifikke overflaten til silisiumdioksiddamp være innenfor en viss størrelse. Størrelsen på den spesifikke overflaten bør være mellom 50 000 cm<2>/g til 1 000 000 cm<2>/g og fortrinnsvis mellom 100 000 cm<2>/g til 500 000 cm<2>/g.

Silisiumdioksiddamp som blir fremstilt via prosesser med inndamping og rask avkjøling av SiC>2som i fremstillingsprosessen av silisiummetall eller ferrosilisium, blir oppsamlet i et eskefilter, og de primære partiklene derav er ca. 0,1 0,5 um i diameter, de festes imidlertid sammen med hverandre ved det tidspunktet de blir oppsamlet, slik at den gjennomsnittlige diameteren derav således når størrelser på 10 um. En porsjon av silisiumdioksiddampen blir granulert for å forbedre forsendelseseffektiviteten ved å øke den effektive kohesjonen. Når silisiumdioksiddamp betraktes som partiklene B som utviser en høy effektivitet, bør det fortrinnsvis være slik at effektiviteten til dispersjonen derav er høy, og at den etter dispergering har evne til effektivt å belegge partiklene A.

Ifølge forskningen som er utført i forbindelse med oppfinnelsen, blir bestemmelsen av kvaliteten på silisiumdioksiddampen definert ved en slik test at kvaliteten derav blir bestemt ved en kvantitet silisiumdioksiddamp som er dispergert i mindre enn 1 um diameter etter at de har mottatt ultralydbølger i en viss tidsperiode. Når 0,2 g silisiumdioksiddamp og 250 ml destillert vann blir anvendt sammen i et ultralydbølgedispersjonsrør, som er knyttet til en CILAS Company-laget laserdifraksjonstype partikkeldistribusjonsmåleinnretning modell 715, der genereringsstyrken er 150 watt og frekvensen derav er 20 kHz, og ultralydbølger blir anvendt i 12 minutter, og deretter hvis mer enn 30 vekt-% og fortrinnsvis mer enn 50 vekt-% silisiumdioksiddamp blir dispergert til partikler som er mindre enn 1 um i diameter, kan det bli bestemt at slik silisiumdioksiddamp kan bli dispergert med betydelig mindre mengde energi og den er effektiv som partikkel B ifølge foreliggende oppfinnelse. Selv om de dispergerte partiklene som er mindre enn 1 (im i diameter er mindre enn 30 vekt-%, kan de bli utnyttet som partiklene B i foreliggende oppfinnelse ved å anvende ekstrem høy omrøringsenergi eller ved å omrøre over lang tid. I et slikt tilfelle vil energien og kostnaden ved produksjonen øke.

Den foretrukne utførelsesformen av foreliggende oppfinnelse er beskrevet under.

Betongen som er vist i diagrammet under blir fremstilt ved å anvende portland-sement som faststoffpartiklene A og ikke granulær silisiumdioksiddamp som faststoffpartiklene B, og beleggingsbetingelsene til sementen blir undersøkt, og ytterligere forbedring av fluiditet til betong og karaktertrekkene ved mekanisk styrke derav er også studert.

Silisiumdioksiddamp (SF) blir anvendt i et vektforhold av sement (C). Fortrengningsforholdet av 10% menes at verdien av SF/(C+SF) er 10%. Økningen i pasta forårsaket av fortrenging av silisiumdioksiddamp blir nedsatt av aggregatet. Under det samme forhold med kombinert substans med vann, blir imidlertid forholdet med små aggregater stabile. Slumpen 23 cm blir holdt ved anbringelse av en mengde av høy-område AE vann-reduserer som blir anvendt. Den anvendte substansen er vist under.

Sement: Flygeaskesement B-type (spesifikk vekt er 2,97)

Sand: Bakkesand, spesifikk vekt derav er 2,61 og absorpsjonen derav er 1,53%. Knuste

steiner: Knust kalkstein, spesifikk vekt derav er 2,70 og absorpsjonen derav er 0,38%.

Vann: Vann fra kran.

Høy-område AE vann-reduserer: Hovedinnholdet derav er

kopolymer som inneholder spesielt sulfonradikalkarboksylradikal

(ChupoleHP-11).

Silisiumdioksiddamp: Spesifikk vekt 2,35, spesifikk overflate 14,1 m<2>/g, mengde av Si02= 93,8%, mengde av karbon = 0,78%, vanninnhold = 0,40%, antennelsestap = 2,76%.

For å blande betongen ble en pannetypeblander med et volum på 50 liter valgt, og alle substansene blir ornrørt deri i to minutter.

Fig. 4 viser en sammenhengende forbindelse av en L-strømhastighet og et forhold på silisiumdioksiddamp fortrengt i betong, som omfatter sement som blir belagt med silisiumdioksiddamp ifølge foreliggende oppfinnelse og forholdet av kombinert

substans med vann derav er 23%, 28% og 33%. L-strømhastigheten blir målt ved hjelp av L-type-strømtestmetoden som beskrevet i japanske publikasjoner nr. 1-297528 og 1-297529. Raskere L-strømhastighet indikerer lavere viskositet i betongen. Det vil si, dess høyere L-strømhastigheten er, dess lavere er viskositeten i betongen. Fig. 4 viser at når mengden med silisiumdioksiddamp øker, øker også L-strømhastigheten, og senker viskositeten i betongen. Det vil si den indikerer at ved å anvende sement og silisiumdioksiddamp ifølge foreliggende oppfinnelse, forbedres fluiditeten til betongen. Fig. 5 viser en sammenhengende forbindelse av betong som består av sement belagt med silisiumdioksiddamp og betong uten belegging i trykkstyrke og forhold av binder med vann. Ved å anvende sement og silisiumdioksiddamp ifølge oppfinnelsen, er det klart at trykkstyrken forbedres.

Som beskrevet ovenfor, ved omrøring og blanding av sementen og silisiumdioksid i vann og belegging av sementen med silisiumdioskiddamp, forbedres fluiditeten og karaktertrekkene ved mekanisk styrke i betongen.

Den tilstand at sementen i betongen som er beskrevet over blir belagt med silisiumdioksiddamp, blir bestemt ved en test.

Fig. 6 viser størrelsesfordelingen av partikler av silisiumdioksiddamp, som blir bestemt med en laserdifraksjonstypeirmretriing for måling av partikkeldistribusjon (målingene i området er 0,1 til 35 nm), i en slik tilstand at 0,1 g silisiumdioksiddamp blir anvendt i et beger med 100 cm^ vann, og ultralydbølger blir anvendt i ett minutt med en 600 watt homogenisator (frekvensen til denne er 20 KHz, amplituden til spissen derav er 30 um, diameteren til spissen er 36 mm). Toppen er 0,7 um. Den minste toppen på 10 um synes åindikere at en del av de primære partiklene fester seg sammen til hverandre.

Fordelingstettheten som er vist i vertikal akse er definert med formelen under.

Fordelingstetthet = dv/d(lnD)

v: volumforhold av partikler kortere enn D i diameter.

D: diameter til partikkel,

ln: naturlig logaritme.

Fig. 7 viser et testresultat der vann i begre blir ekstrahert fra en sementpasta, 60% derav er vann og resten er sement, og resultatene forblir nesten tilsvarende som de vist i fig. 6. Fig. 8 viser en annen størrelsesfordeling av partiklene, som blir undersøkt på en slik måte at 0,15 g sement blir anvendt i et beger fylt med 100 cm-<*>vann, og ultralydbølger blir anvendt til dette ved en 600 watt homogenisator, og fordelingen av partikler blir undersøkt. Partiklene er fordelt i området fra 0,3 til 35 um. 35 um er det høyeste punktet som innretningen kan måle, men ifølge en måling undersøkt ved en annen innretning, overskrider 10 til 15% 35 um. Fig. 9 viser et testresultat som blir målt ved at 0,15 g sement og silisiumdioksiddamp, forholdet derav er 7 til 3, blir anvendt i et beger og på tilsvarende måte blir ultra-lydbølger anvendt til dette. Partikler som er mindre enn 1 um i diameter er mye mindre tydelige sammenlignet med blandingen som er vist i fig. 8 og fig. 6. En stiplet linje i fig. 9 indikerer partikkelstørrelse til den blandede substansen med sement og silisiumdioksiddamp ved et forhold på 7 til 3 bestemt ved beregning basert på fig. 8 og fig. 6. Ifølge størrelsesfordelingen av partiklene, er det gjort korreksjon for sement over 35 um.

Hvis sement og silisiumdioksiddamp blir dispergert slik hver av dem vanligvis gjør, indikerer den blandede substansen derav linjen som tilsvarer den stiplede linjen i fig. 9. Den blandede substansen er imidlertid faktisk bestemt som vist av den heltrukne linjen, og denne indikerer at verken silisiumdioksiddamp er festet sammen til overflaten av sementen og belagt på denne, eller at silisiumdioskiddamp danner sammenhengende partikler som tilsvarer sementen i størrelse. Imidlertid er ultralydbølgen som blir anvendt på den blandede substansen tilsvarende den som ble anvendt til en individuell substans med silisiumdioksiddamp, slik at den blandede substansen bør dispergeres på en tilsvarende måte som silisiumdioksiddampen ble. En blandet substans med sement omfatter væskefaseinnhold som tilsvarer sementekstraheringsvæsken, imidlertid vil væskefaseinnholdet som er vist i fig. 7 ikke påvirke dispersjonen av silisumdioksid. Det faktum at den blandede substansen med sement og silisiumdioksiddamp blir bestemt som faststofflinjen i fig. 9, indikerer at silisiumdioksiddamp festes til overflaten av sementen og belegger denne. En del av silisiumdioksiddampen som er klebet sammen blir imidlertid dispergert og danner sammenhengende partikler.

Fig. 10 viser et testresultat som er målt ved at betong med nr. 2 som indikert i det tidligere viste diagrammet, blir erstattet med silisiumdioksiddamp med et forhold på 0%, 10% og 30%, og hver av dem blir blandet på en måte som er beskrevet over, og betongen blir rett etter blanding sendt gjennom en 2,5 mm siktsil, og partikkelstørrelsen blir målt. I henhold til betongen som omfatter silisiumdioksiddamp, økte partikler som var mindre enn 1 um svakt sammenlignet med betongen som ikke omfatter silisiumdioksiddamp, imidlertid indikeres det ikke noen topp som man kan se i fig. 6, og dette blir normalt observert når silisiumdioksiddamp er dispergert. Fordelingen av partikkelstørrelse ved 10% og 30% er uendret. Fordeling av partikkelstørrelse av substansen som omfatter denne silisiumdioksiddampen er nesten tilsvarende den i den blandede substansen med sement og silisiumdioksiddamp som er vist i fig. 9. Fig. 11 viser et par fordelinger av partikkelstørrelse; en blir målt ved at 0,4 g mørtel, som er sendt gjennom en 2,5 mm siktsil, blir anvendt i et beger fylt med 100 cm vann og 600 watt ultralydbølger blir anvendt til dette ved en homogenisator i et minutt, og den andre blir målt uten å motta ultralydbølger. En merkbar effekt av ultralydbølger blir ikke observert. Betongen vist i fig. 11 blir blandet som indikert i nr. 2 i det tidligere viste diagrammet, silisiumdioksiddamperstatningen er 30%.

Disse testresultatene indikerer at sementen ble belagt med silisiumdioksiddamp selv i vann, og dette er et spesielt karaktertrekk ved foreliggende oppfinnelse.

Som beskrevet ovenfor omfatter den hydrauliske substansen ifølge foreliggende oppfinnelse hydrauliske partikler og små partikler, fine partikler, 1/5 mindre i størrelse enn partiklene, og de blir ornrørt og blandet i vann for å dekke partiklene med de fine partiklene. Deretter blir vinkelformige partikler som sement dekket med småpartikler som lag, slik at skjæringsresistenten derav avtar og fluiditeten i den hydrauliske substansen forbedres. Ved å senke forholdet mellom vann og partikler eller pasta og andre substanser, kan effektiviteten til den hydrauliske substansen bli forbedret. Ved å anvende høy-område vann-reduserer, kan forholdet mellom vann og hydrauliske partikler ytterligere bli senket, slik at uten en fremgangsmåte for å lage den vinkelformige sementen globulær, kan fluiditeten derav bli forbedret, og dette er effektivt når det gjelder energisparing og kostnadsbesparelser.

Claims

1. Hydraulisk substans,karakterisert vedat den innbefatter: vann, faste ikke-sfæriske partikler A innbefattende mer enn 20 vekt-% portland-sement, faste partikler B innbefattende damputfelt silika inneholdende mer enn 60 vekt-% SiC>2 og som har et spesifikt overflateareal fra 50.000 til 1.000.000 cm^/g, hvor den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A er fra 5 til 50 um, den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene B er mindre enn 1/5 av den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A, nevnte faste partikler B har i vann utmerket dispergerende evne og koherens til de faste partiklenes A sin overflate på grunn av forskjellen når det gjelder elektriske ladninger på de faste partiklenes A og de faste partiklenes B sine overflater, idet mengden av de faste partiklene B er slik at det er en tilstrekkelig mengde av de faste partiklene B til fullstendig å dekke de faste partiklene A med i det minste et enkelt lag av de faste partiklene B, hvorved direkte kontakt mellom faste partikler A hemmes, den hydrauliske substansens fluiditet før hydratisering forbedres av de faste partiklenes B lagereffekt og elektriske frastøtende effekt, og ved at mengden av vann er mindre enn 60% av totalvekten av de faste partiklene A og de faste partiklene B.

2. Hydraulisk substans,karakterisert vedat den innbefatter: vann, faste ikke- sfæriske partikler A innbefattende mer enn 20 vekt-% portland-sement, faste partikler B innbefattende damputfelt silika inneholdende mer enn 60 vekt-% SiC>2 og som har et spesifikt overflateareal fra 50.000 til 1.000.000 cm<2>/g, hvor den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene A er fra 5 til 50 um, den gjennomsnittlige diameteren til de faste partiklene B er mindre enn 1/5 av de faste partiklenes A gjennomsnittlige diameter, nevnte faste partikler B har i vann utmerket dispergerende evne og koherens til de faste partiklenes A sin overflate på grunn av forskjellen med hensyn til elektriske ladninger på de faste partiklenes A og de faste partiklenes B sine overflater, idet mengden av de faste partiklene B er slik at det er en tilstrekkelig mengde av de faste partiklene B til å dekke i det minste en del av de faste partiklenes A sin overflate med minst et enkelt lag av de faste partiklene B, hvorved den direkte kontakten mellom faste partikler A hemmes, og den hydrauliske substansens fluiditet før hydratisering forbedres av de faste partiklenes B lagereffekt og elektriske frastøtende effekt, og ved at mengden av vann er mindre enn 60% av totalvekten av de faste partiklene A og de faste partiklene B.