NO863895L - Sementholdige blandinger og fremgangsmaate for deres fremstilling. - Google Patents
Sementholdige blandinger og fremgangsmaate for deres fremstilling.Info
- Publication number
- NO863895L NO863895L NO863895A NO863895A NO863895L NO 863895 L NO863895 L NO 863895L NO 863895 A NO863895 A NO 863895A NO 863895 A NO863895 A NO 863895A NO 863895 L NO863895 L NO 863895L
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- mixture
- filler particles
- cement
- particles
- portland cement
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 105
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 14
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 106
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 48
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 38
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 34
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 34
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 28
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 27
- 239000011256 inorganic filler Substances 0.000 claims description 23
- 229910003475 inorganic filler Inorganic materials 0.000 claims description 23
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 17
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 9
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims description 8
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 claims description 8
- 230000000916 dilatatory effect Effects 0.000 claims description 7
- 230000009974 thixotropic effect Effects 0.000 claims description 7
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 claims description 2
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000000391 magnesium silicate Substances 0.000 claims description 2
- 229910052919 magnesium silicate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 235000019792 magnesium silicate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims 2
- HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N magnesium orthosilicate Chemical compound [Mg+2].[Mg+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] HCWCAKKEBCNQJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052628 phlogopite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims 1
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 29
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 description 8
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 6
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000011404 masonry cement Substances 0.000 description 5
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 5
- TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L barium sulfate Chemical compound [Ba+2].[O-]S([O-])(=O)=O TZCXTZWJZNENPQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 2
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 206010015946 Eye irritation Diseases 0.000 description 1
- 206010040880 Skin irritation Diseases 0.000 description 1
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 1
- 235000012241 calcium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 1
- 231100000013 eye irritation Toxicity 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000000383 hazardous chemical Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-);silicon(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Mg+2].[Si+4] ZADYMNAVLSWLEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000007873 sieving Methods 0.000 description 1
- 231100000475 skin irritation Toxicity 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00068—Mortar or concrete mixtures with an unusual water/cement ratio
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/0012—Thixotropic mixtures
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Foreliggende oppfinnelse vedrører sementholdige blandinger for muresement og betong og en fremgangsmåte for dannelse av en ikke-utvidende tiksotrop blanding for bruk som mørtelement eller betong, respektivt.
Muresement, vanligvis betegnet mørtel, er en sementsammen-setning fremstilt for.bruk av murere i overensstemmelse med standardene til "American Society for Testing and Materials"
(ASTM) eller deres ekvivalenter i andre land. Hovedbestand-delen i mørtel er en hydraulisk sement slik som portlandsement, hvortil det er tilsatt hydratisert kalk, fingradert aggregat slik som sand og vann.
Mørtel benyttes som underlagsmateriale i murearbeid og for belegging, pussing og gipsing av betongblokker og murstens-vegger. Mørtel anvendes også for stukkarbeid på vertikale overflater. For å tilfredstille ASTM-kravene må komponentene i mørtel når de er sammenblandet, gi visse bearbeidelses- og håndteringsegenskaper av hvilke følgende er de mest viktige: bearbeidbarhet, plastisitet, vannretensjon, råstyrke og kohesj onevne.
Dagsmuremørtel-materialer avhenger av kalkkomponenten i blandingen for oppnåelse spesielt av den grad av bearbeidbarhet og plastisitet som kreves av ASTM-standardene. Bruken av hydratisert kalk vil imidlertid redusere trykkstyrken til mørtelen og forårsake blødning. Det sistnevnte skyldes ut-luting av kalsiumhydroksyd og/eller dets salter, og dets tilstedeværelse vil vesentlig redusere mur strukturens utseende. I tillegg har hydratisert kalk en alkalisk pH-verdi og kan forårsake hud- og øyeirritasjon. P.g.a. de kaustiske egenskapene til kalsiumhydroksyd og miljøfarene fra utlutingen av kalksalter, har bygningsbransjen lenge søkt etter en billig muresementsammensetning uten kalk.
Betong blir likeledes dannet fra en blanding av sement, aggregat og vann. Som i mørtel må sementkomponenten være en hydraulisk sement, slik som portlandsement, som reagerer ved kontakt med vann til dannelse av en uoppløselig binding med aggregatpartiklene. Således, dersom aggregatet inneholder kun naturlig eller fremstilt sand, betegnes blandingen en mørtel sammensetning, og dersom aggregatet inneholder både sand og grus, betegnes blandingen betong. Fremstilt sand er definert i ASTM C—144 for bruk i muremørtel, som det produkt som oppnås ved knusing av sten, grus eller luftavkjølt slagg fra masovn for jernfremstilling, spesielt behandlet for å sikre partikkelform samt gradering. Aggregatet bør graderes i overensstemmelse med siktstørrelse uten noen partikler mindre enn 150 pm (nr. 100 sikt) til stede når naturlig sand anvendes som aggregat.
De fysikalske egenskapene til herdet mørtel og betong avhenger av forholdet for vann til sement og sementens hydratiseringsgrad. Komponentene i mørtelen eller betongen kombineres med vann for dannelse av en blanding i form av en pasta. Ved pussing av mørtelen eller legging av blokker eller mursten kan slumping eller siging av mørtelen forekomme. Dette skyldes dilatens og mangel på tiksotropi i blandingen. Under støping eller helling av betong kan en viss utskilling av vann til toppoverflaten forekomme. Den grad i hvilken blandingen avgir fritt vann, er et mål på blandingens dilatens. Dilatens vises ved separering av fine partikler av portlandsement og fine aggregatpartikler, hvilket gjør at de lettere partiklene stiger til topp-overf laten med det frie vannet og mens de tyngre partiklene, dvs. grovt aggregat, sedimenterer til bunnen. Dilatensen til blandingen resulterer i en forandring i forholdet for vann til sement hvilket igjen påvirker herdeegenskapene og vil resultere i .et defekt produkt.
I forbindelse med foreliggende oppfinnelse er det oppdaget at det kan dannes en sementholdig blanding for bruk som mørtel, sement eller betong, hvilken blanding er vesentlig ikke-dilatent, ved sammenblanding av på forhånd størrelses- innstilte uorganiske fyllstoffpartikler som er mindre enn en forutbestemt maksimum størrelse, med portlandsement og vann, i overensstemmelse med et på forhånd definert minimum vektforhold mellom de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartiklene og portlandsementen og i overenstemmelse med et minimum vektforhold for vann til fyllstof fpartikler. Ved bruk som en mørtel eller en betong kan konvensjonelt aggregat slik som naturlig sand tilsettes til den sementholdige blanding idet vanninnholdet justeres hensiktmessig til en ønsket konsistens fortrinnsvis i et forutbestemt prosent-område av den totale sammensetning. Den sementholdige blandingen ifølge oppfinnelsen krever ingen kalk, og øker vesentlig trykkstyrken, bearbeidbarheten, kohesjonsevnen og plastisiteten til den blandede mørtelen, sementen og betongen, respektivt.
Foreliggende sementholdige blanding omfatter i det vesentlige en hydraulisk sement, fortrinnsvis portlandsement, i kombinasjon med på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartikler som har en maksimum partikkelstørrelse på ca. 50 pm og i et vektforhold på: C/2 < F, hvor C representerer den hydrauliske sementen, og F representerer de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartiklene; idet kombinasjonen er beregnet på å bli blandet med vann i en minimum mengde på F=HgO beregnet på vekt, i tillegg til aggregatpartikler hvorved en vesentlig del ikke-dilatent mørtel, sement eller betong dannes tilsvarende volumandelen av og karakteristisk for de ytterligere aggregatpartiklene.
Fremgangsmåten for dannelse av en vesentlig ikke-dilatent sementholdig blanding ifølge foreliggende oppfinnelse omfatter generelt: sammenblanding av portlandsement med på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartikler som har en maksimum partikkelstørrelse på ca. 50 pm i overensstemmelse med et minimum vektforhold for fyllstoffpartikler til portlandsement på 0,5, tilsetning av vann til blandingen i en mengde hvorved fyllstoffpartiklene, beregnet på vekt, er i det minste lik vekten av vannet, og tilsetning av aggregatpartikler i en ønsket volumandel i forhold til portlandsementen og fyllstof fpartiklene tilsvarende anvendelsen av blandingen som en mørtel, sement eller betong, respektivt, og idet vanninnholdet i blandingen justeres for tilveiebringelse av en konsistens i overensstemmelse med en slik anvendelse.
Hovedformålet ved foreliggende oppfinnelse er å danne en billig sementholdig blanding for en muresement som ikke krever innbefatning av hydratisert kalk, men som ellers passerer alle krav ifølge ASTM-standardene og har trykk-styrke-, bearbeidbarhets- og plastisitets-egenskaper som er overlegne i forhold til konvensjonelle kalkmørtel-sement-sammensetninger.
Et ytterligere formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en sementholdig blanding for anvendelse som en betongsammen-setning.
Enda et formål med oppfinnelsen er å tilveiebringe en fremgangsmåte for dannelse av en ikke-dilatent sementholdig blanding for bruk som en mørtel, sement og betong, respektivt.
Andre formål og fordeler ved foreliggende oppfinnelse vil fremgå fra det følgende sett i forbindelse med medfølgende tegninger hvor: fig. 1 er en kurve for en typisk viskositetsegenskap til en blanding av portlandsement og vann i forhold til tid;
fig. 2 er en rekke kurver som viser viskositetsegenskapen i forhold til tid for en portlandsement-blanding inneholdende på forhånd størrelsesinnstilte uorganisk fyllstoffpartikler av silisiumdioksyd valgt ifølge foreliggende oppfinnelse, og vann, idet innholdet av vann er variert som en prosentandel av den totale sammensetning;
fig. 3 viser en grafisk illustrasjon av graden av dilatens for en blanding av portlandsement, vann og på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fy11stoffpartikler av silisiumdioksyd ved forskjellige maksimale partikkelstør-relsesnivåer; og
fig. 4 viser en sammenligning mellom trykkstyrkeegenskapen for en typisk muresementsammensetning av portlandsement og aggregat med økende nivåer av på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstof f partikler av silisiumdioksyd i forhold til en identisk sammensetning hvori mengden av naturlig sand er øket for å tilsvare til vektøkningen av på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler.
Fig. 1 som illustrerer den typiske viskositetsegenskapen til en blanding av portlandsement og vann, skal nå omtales nærmere. Viskositetmålingene ble foretatt ved bruk av et konvensjonelt Brookfield-viskometer av RV-typen med en nr. 4 spindel og en nr. 20 hastighet og ved en faktor på 100. En portlandsement av type II ble benyttet i en blanding med volumforhold for portlandsement til vann på 3 til 1. Av-lesningsverdiene er kun en relativ indikasjon som ble benyttet for å plotte den karakteristiske kurven. Kurven ville være vesentlig identisk i karakteristikk for ethvert forhold for portlandsement til vann som ville tillate sementen å stivne. Som angitt på tidsreferansen ble apparatet fortløpende resirkulert i en 12 minutters "på"-periode og deretter i en 5 minutters "av"-periode. Hver gang apparatet ble igangsatt, ville målingen stige til et høyere nivå enn den foregående sykel, og synke til et relativt konstant nivå vesentlig høyere enn det konstante nivået som ble oppnådd i den foregående sykel. Denne egenskap er typisk for en konvensjonell blanding av sement og vann som klassifiseres som ikke-tiksotrop. Tiksotropi er den egenskap til en væske eller gel som er kjennetegnet ved tap av viskositet under belastning hvorved den opprinnelige viskøse tilstand gjen- vinnes ved fjerning av belastningen. For å være virkelig tiksotrop bør følgelig avlesningene i det vesentlige gjentas fra sykel til sykel, dvs. repeterende sykler skulle vise hysterese. I sammenheng med foreliggende oppfinnelse antas det at grunnen for mangelen på hysterese i eksisterende blandinger av sementholdige materialer skyldes blandingens dilatens. Når først belastning påføres, frigjøres fritt vann fra blandingen, og det reabsorberes ikke selv ved fjerning av belastningen. I hver påfølgende sykel blir således materia-let som tilstøter spindelen mer viskøst p.g.a. sedimentering av de tyngre aggregatpartiklene.
I sammenheng med foreliggende oppfinnelse ble det oppdaget at en blanding av portlandsement og vann kan fremstilles slik at den reagerer på en virkelig tiksotrop måte ved tilsetning av uorganiske fyllstoffpartikler av en størrelse under en forutbestemt maksimumsstørrelse og i en forutbestemt minimum vektmengde i forhold til portlandsementen. Forholdet for på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til portlandsement må oppfylle følgende forhold F < P/2 hvor det er minimum vektkrav av på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler og P er vekten av portlandsementen.
Som angitt ved formelen ovenfor, må minimumsmengden av på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartikler representere minst 50% av vekten av portlandsementen. Det er intet maksimum når det gjelder det relative prosentvise forhold for fyllstoffpartikler til portlandsement forutsatt at portland-konsentrsjonen i blandingen tilfredsstiller minstekravnivåene for portlandsement som er fastsatt av ASTM for en mørtel, sement og betong. Når først minstekravet for F er tilfredsstilt, kan det dannes en mørtelsement eller betong med tilsetning av konvensjonelt aggregat hvilket vil bli ytterligere omtalt i det nedenstående. Det er imidlertid kritisk, som angitt ovenfor, at størrelsen på de uorganiske fyllstof fpartiklene F er under en forutbestemt maksimums- størrelse på ca. 50 pm, fortrinnsvis under 44 pm og optimalt under 38 pm.
Når blandingen av portlandsement og på forhånd størrelses-innstilte uorganiske fyllstoffpartikler tilfredsstiller det ovenfor angitte forholdskrav mellom portlandsement og fyllstof fpartikler , og fyllstof fpartiklene tilfredstiller det maksimale partikkelstørrelseskravet, så vil blandingen i nærvær av vann både være tiksotrop og Ikke-dilatent. Fig. 2 viser en rekke kurver for en blanding av portlandsement og på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler i et vektforhold på en til en med vann tilsatt ved forskjellige prosentvise nivåer. Kurven viser en virkelig tiksotrop vi skos itetsegenskap for blandingen uavhengig av prosentandelen av vann. Fig. 3 viser graden av dilatens, uttrykt som prosentandel av avgitt fritt vann, for en blanding av portlandsement, vann og uorganiske fyllstoffpartikler ved forskjellige maksimum partikkelstørrelsesnivåer. I hvert tilfelle besto blandingen av 60 g portlandsement, 30 g partikler av silisiumdioksyd av forskjellig størrelse og 30 g vann. Blandingen ble omrørt i en blander under identiske betingelser og fikk sedimentere. Det frie vannet ble deretter helt ut og veiet for å fastsette prosentandelen av avgitt fritt vann. I eksempel nr. 1 ble maksimumstørrelsen for uorganiske fyllstoffpartikler fastsatt ved sikting av uorganiske partikler av silisiumdioksyd ved bruk av en konvensjonell nr. 140 sikt som tillater partikler mindre enn 105 pm i størrelse å passere. De større partiklene som ble fanget opp av sikten, dvs. større enn 105 pm I størrelse, ble deretter benyttet i eksempel nr. 1 testen. Det skal forstås av "fint" aggregat som benyttet i mørtel, anbefales i ASTM C—144 standard for bruk i sorteringer mellom en nr. 100 sikt og en nr. 4 sikt med ikke mer enn 2-25% av sorteringen representert ved nr. 100 sikten. Følgelig representerer partiklene benyttet i eksempel nr. 1 partikler som er mindre i størrelse enn det som for nærværende innen faget anses som fine aggregatpartikler av natursand. Ikke desto mindre er blandingen i eksempel nr. 1 sterkt dilatent. I eksempel nr. 2 ble partiklene størrelsesinnstilt eller —sortert mellom 74 og 105 pm, dvs. mellom en nr. 140 sikt og en nr. 200 sikt. Blandingen var fremdeles sterkt dilatent. Graden av dilatens faller bratt når maksimumstørrelsen på fyllstof fpartiklene avtar. Graden av dilatens faller til 0 for en maksimums-partikkelstørrelse under 38 pm. Graden av dilatens for partikkelstørrelser mellom 44 pm og 38 pm er imidlertid bare 2,1, og for mellom 44 og 50 pm er den 6,8%. For praktiske formål vil derfor maksimumsstørrelsen for de på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstof fpartiklene for anvendelse i foreliggende oppfinnelse, bli definert som ca. 50 pm, idet 44pm er den foretrukne maksimumsstørrelse og 38 pm den optimale maksimumsstørrelse.
Partikkelstørrelseskravet for det påforhånd størrelses-innstilte fyllstoffet må ikke forveksles med kravet til fyllstofforhold i forhold til portlandsementen. Begge krav er kritiske for foreliggende oppfinnelse for dannelse av en ikke-dilatent blanding for bruk som en mørtel, sement eller betong, respektivt. Selv om en portlandsement av type II ble benyttet i figurene 1-4, er oppfinnelsen særlig anvendbar på en portlandsement type I, og antas å kunne anvendes på andre hydrauliske sementer.
Et hvilket som helst konvensjonelt uorganisk fyllstoff-materiale, fortrinnsvis et mineralsk fyllstoff og mest foretrukket silisiumdioksyd, kan benyttes for de på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartiklene. Naturlig forekommende sand som på forhånd har blitt størrelsesinnstilt ifølge foreliggende oppfinnelse, er foretrukket. Andre konvensjonelle uorganiske fyllstoffpartikler er aluminium-oksyd, kalsiumkarbonat, kalsiumsulfat, kalsiummetasilikat, magnesiumsilikat, bariumsulfat, glimmer og syntetiske uorganiske slik som f.eks. "Zeeospheres" hvilket er en varebetegnelse for et produkt fra Zeeland Industries i St. Paul, Minnesota, USA.
Selv om bare den maksimale partikkelstørrelsen er kritisk for foreliggende oppfinnelse, er det foretrukket at partiklene i det minste er over pm-størrelse, dvs. over 1 pm i motsetning til si 1 isiumdioksydpartikler av submikron- eller mikro-størrelse. Ettersom størrelsen på partiklene blir mindre, opptar de mindre volum og er lettere. Følgelig er det nødvendig med mange flere partikler for å tilfresstille oppfinnelsens kriterier. Siden partikler med en størrelse på 38 pm vil virke like godt som partikler med en størrelse på 1 pm, er det langt billigere å benytte de store partiklene opp til den maksimum tillatte størrelse enn partikler av mindre størrelse. Det faktiske valg er basert på pris. Man bør imidlertid merke seg at uorganiske fyllstoffpartikler slik som naturlig sand ikke er kommersielt tilgjengelig i ens-artede størrelser, men istedenfor i sorterte graderte størrelser under en maksimum utpekt størrelse. Silisium-dioksydpartikler som for tiden er tilgjengelig ved f.eks. en størrelse på 5 pm, inneholder følgelig i virkeligheten en hovedandel av partikler av mikro-størrelse, dvs. under en størrelse på 1 pm. Foreliggende oppfinnelse begrenser ikke graderingen eller sorteringen i partikkelstørrelse, men foretrekker større partikler av pm-størrelse opp til den maksimalt tillatte størrelsen, dvs. det foretrukne området bør innbefatte en større prosentandel av partiklene mellom ca. 1 og ca. 0 pm i størrelse, idet 50 pm er den omtrentlige øvre grense.
Strukturen på silisiumdioksydpartiklene er ikke vesentlig for foreliggende oppfinnelse. Siliiumdioksyd med en krytallinsk struktur er imidlertid foretrukket i forhold til den ikke-krystal1inske amorfe struktur som enkelte ganger betegnes kondensert sil isiumdioksydrøk, hovedsakelig p.g.a. pris og størrelsesforskjeller.
Mengden av vann som tilsettes for dannelse av en sementholdig blanding, er meget viktig som velkjent for en fagmann på området. Ifølge oppfinnelsen er det faktisk en minimums-konsentrasjon av vann som skal til for å tilfredsstille minimumskravene for en mørtelsement eller betong, hvori vekten av fyllstoffpartiklene er lik vekten av det tilsatte vann.
For å fremstille en mørtelsement eller betong ifølge oppfinnelsen er alt det som behøves å tilsette til den sementholdige blanding, et aggregat slik som vanligvis forstås av en fagmann på området og som benyttet i overenstemmelse med ASTM-standarder . For å skjelne mellom aggregat og de uorganiske fyllstof fpartiklene i foreliggende oppfinnelse, vil den sistnevnte betegnelse bli benyttet med prefikset "på forhånd størrelsesinnstilt" mens det førstnevnte skal betegne konvensjonelt partikkelformig fyllstoffmaterlale som er vesentlig fritt for uorganisk materiale slik som naturlig sand alene eller i kombinasjon med knust sten eller grus. Det skal imidlertid forstås at de på forhånd størrelses-innstilte f y 11 stoffpartiklene kan anvendes istedenfor aggregatpartikler, men dette ville ikke være hensiktsmessig hovedsakelig ut fra en kostnadsbasis og også ut fra forskjel-ler i fysikalske egenskaper og bearbeidbarhet.
Ved å anta at bare den minimum nødvendige mengde av på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler anvendes for dannelse av mørtelsement- eller betongblandingen, bør følgelig aggregat, ved fremstilling av en mørtel, tilsettes i en volumandel på ca. 1:0,5:3 for et forhold for portlandsement til på forhånd størrelesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat, idet et idelt forhold er 1:1:3, og et maksimumforhold er 1:1:6. For sement og betong bør volumandelen være ca. 1:1:3 for et lignende forhold for portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat, idet et ideelt forhold er 1:2:3, og et maksimumforhold er 1:2:6. For betong bør grus inkorporeres i aggregatet. Konsentrasjonen av vann i mørtelement- eller betongblandingen bør justeres for riktig konsistens avhengig av bruk. Konentrasjonen av vann for mørtel bør fortrinnsvis ligge i et vektområde beregnet på den totale sammensetning på 13-17,4%, idet et optimalt område er 14,3-15,6%. For en sementblanding bør vanninnholdet fortrinnsvis ligge i området mellom 13,9 og 17,1%, med et optimalt område på 15-16%.
For å underbygge fordelene ved foreliggende sementholdige blanding i forhold til en konvensjonell blanding uten på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartikler og i forhold til en lignende konvensjonell blanding inneholdende kalk, ble suksessive trykkbelastningsforsøk foretatt på blandinger av portlandsement og sand inneholdende økende mengder av på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler sammenlignet med identiske blandinger med lignende økende mengder av natursand og kalk. Resultatene er vist ved kurvene på fig. 4. Basisblandingen for hvert testpunkt på kurve A var en blanding av 20 g portlandsement og 60 g natursand-aggregat, hvortil det ved 2 gram-intervaller var tilsatt på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler med maksimumstørrelse på 38 pm. Blandingen ved hvert nivå fikk stivne, og en standard trykkbelastningstest ble foretatt etter en 7-dagers fuktighetskurve. Kurve B fremkom ved trinnvis økende tilsetning av 20 g natursand-aggregat til en identisk basisblanding av portlandsement og natursandaggregat under ellers identiske betingelser. Kurve C fremkom ved trinnvis økende tilsetning av 2 g kalk til en identisk blanding for sammenligningsformål. Trykkstyrken til foreliggende sementholdige blanding er vesentlig høyere enn styrken til en lignende blanding med naturlig aggregat og enda større enn for en lignende blanding med kalk.
Claims (25)
1. Vesentlig tiksotrop ikke-dilatent sementholdig blanding for bruk enten som en mørtel, sement eller betong, respektivt, karakterisert ved at den inn-befatter en hydraulisk sement i kombinasjon med på forhånd størrelsesinnstilte uorganiske fyllstoffpartikler som har en maksimum partikkelstørrelse på ca. 50 pm og i et vektforhold på C/2 < F hvor C representerer vekten av den hydauliske sementen, og F representerer vekten av de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstof fpartiklene, hvor kombinasjonen er tilpasset for blanding med vann i en minimum andel på F=H2 0, beregnet på vekt, og inneholdende aggregatpartikler i en ønsket volumandel i forhold til den hydrauliske sementen og fyllstoffpartiklene tilsvarende blandingens bruk.
2. Sementholdig blanding ifølge krav 1, karakterisert ved at den hydrauliske sementen er portlandsement.
3. Sementholdig blanding ifølge krav 2, karakterisert ved at de på forhånd størrelses-innstilte uorganiske fyllstoffpartiklene er valgt fra klassen bestående av silisiumdioksyd, kalsiumkarbonat, kalsiumsulfat, magnesiumsilikat og glimmer.
4. Sementholdig blanding ifølge krav 3, karakterisert ved at de på forhånd størrelses-innstilte uorganiske fyllstoffpartiklene er silisiumdioksyd av natursandtypen.
5. Sementholdig blanding ifølge krav 4, karakterisert ved at de på forhånd størrelses-innstilte uorganiske fyllstoffpartiklene har en maksimum partikkelstørrelse på 44 pm.
6. Sementholdig blanding ifølge krav 4, karakterisert ved at de på forhånd størrelses-innstilte fyllstoffpartiklene har en maksimum partikkel-størrelse på 38 pm.
7. Sementholdig blanding ifølge krav 4, karakterisert ved at de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartiklene omfatter en større andel av partikler med en størrelse mellom ca. 1 og 50 pm.
8. Sementholdig blanding ifølge krav 3 eller 6, karakterisert ved at portlandsementen, de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstof fpartiklene og aggregatpartiklene er til stede i et volumforhold på ca.
1:0,5:3 for dannelse av en mørtel.
9. Sementholdig blanding ifølge krav 8, karakterisert ved at volumforholdet er 1:1:3.
10. Sementholdig blanding ifølge krav 8, karakterisert ved at volumforholdet er 1:1:6.
11. Sementholdig blanding ifølge krav 9, karakterisert ved at konsentrasjonen av vann er mellom 13 og 17,5 vekt-% av den totale mørtel-blanding.
12. Sementholdig blanding ifølge krav 3 eller 6, karakterisert ved at portlandsementen, de på forhånd størrelsesinnstilte f y 11 stof f par t iklene og aggregatpart iklene er til stede i et volumforhold på ca.
1:1:3 for dannelse av en sement og betong.
13. Sementholdig blanding ifølge krav 12, karakterisert ved at volumforholdet er ca.
1:2:3.
14. Sementholdig blanding ifølge krav 12, karakterisert ved at volumforholdet er 1:2:6.
15. Sementholdig blanding ifølge krav 13, karakterisert ved at konsentrasjonen av vann er mellom 13,9 og 17,1% av den totale sementblanding.
16. Fremgangsmåte for dannelse av en vesentlig ikke-dilatent sementholdig blanding, karakterisert ved at man
blander portlandsement med på forhånd størrelses-innstilte uorganiske fyllstoffpartikler som har en maksimum partikkelstørrelse på ca. 50 pm og i et vektforhold på P/2 < F hvor P representerer vekten av portlandsementen, og F representerer vekten av de på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartiklene;
tilsetter vann til blandingen i en mengde hvorved vekten av fyllstoffpartiklene i det minste er lik vekten av vannet, og
tilsetter aggregatpartikler i et ønsket volumforhold i forhold til volumet av portlandsement tilsvarende bruken av blandingen som en mørtel, sement eller betong, respektivt.
17. Fremgangsmåte ifølge krav 16, karakterisert ved at vanninnholdet i blandingen justeres for tilveiebringelse av en konsistens i overensstemmelse med bruken av blandingen.
18. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at vanninnholdet i blandingen er mellom 13 og 17,4%.
19. Fremgangsmåte ifølge krav 17, karakterisert ved at vanninnholdet i blandingen er mellom 13,9 og 17,7 vekt-% av den totale blanding for bruk som en sement.
20. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at nevnte komponenter innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:0,5:3 av portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat.
21. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at nevnte komponenter innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:1:3 portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat.
22. Fremgangsmåte ifølge krav 19, karakterisert ved at nevnte komponenter innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:1:3 portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat.
23. Fremgangsmåte ifølge krav 18, karakterisert ved at komponentene innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:1:6 av portlandsement til på forhånd størrelsesinnstiltefyllstoffpartikler til aggregat.
24. Fremgangsmåte ifølge krav 23, karakterisert ved at komponenten Innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:2:3 av portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat.
25. Fremgangsmåte ifølge krav 24, karakterisert ved at nevnte komponenter innbefattes i blandingen i et volumforhold på ca. 1:2:6 av portlandsement til på forhånd størrelsesinnstilte fyllstoffpartikler til aggregat.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/783,868 US4666521A (en) | 1985-10-03 | 1985-10-03 | Cementatious admixtures and method |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
NO863895D0 NO863895D0 (no) | 1986-09-30 |
NO863895L true NO863895L (no) | 1987-04-06 |
Family
ID=25130652
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
NO863895A NO863895L (no) | 1985-10-03 | 1986-09-30 | Sementholdige blandinger og fremgangsmaate for deres fremstilling. |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4666521A (no) |
EP (1) | EP0217389A3 (no) |
JP (1) | JPS62158153A (no) |
KR (1) | KR870003948A (no) |
CN (1) | CN86106866A (no) |
AU (1) | AU6345986A (no) |
BR (1) | BR8604692A (no) |
DK (1) | DK470286A (no) |
FI (1) | FI863855A (no) |
IL (1) | IL80200A0 (no) |
NO (1) | NO863895L (no) |
PT (1) | PT83487B (no) |
ZA (1) | ZA866934B (no) |
Families Citing this family (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4773934A (en) * | 1985-10-03 | 1988-09-27 | Cemtech Laboratories Inc. | Cementatious admixture |
US4836969A (en) * | 1987-04-30 | 1989-06-06 | Cemtech Laboratories Inc. | Method of casting a structure from cementitious |
AT394549B (de) * | 1989-09-06 | 1992-04-27 | Porr Allg Bauges | Betonbauteil, verfahren zur herstellung eines betonbauteiles, mischung sowie zement zur herstellung der mischung und des betonbauteiles |
WO1992017413A1 (en) * | 1991-03-29 | 1992-10-15 | Chase Raymond S | Silica-containing cement and concrete composition |
US5250113A (en) * | 1991-07-31 | 1993-10-05 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Dry castable concrete compositions and methods of preparing and dry casting the same |
DE19800963A1 (de) * | 1998-01-14 | 1999-07-22 | Holzmann Philipp Ag | Verfahren zum Verpressen des Ringraums zwischen Tübbingen und Gebirge mit Mörtel |
AUPQ746100A0 (en) * | 2000-05-05 | 2000-06-08 | Collier, Peter | Improvements in building blocks |
US6765153B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-07-20 | David M. Goodson | Method for making improved ceramic cement compositions containing a dispersed seeded phase and a method and apparatus for producing seed crystals |
ES2192464B1 (es) * | 2001-11-16 | 2005-02-01 | Diego De Los Santos Parejo | Mortero a base de cemento y aridos. |
CN102059741B (zh) * | 2010-11-05 | 2012-11-14 | 周志涛 | 高性能混凝土的制备方法 |
CN110494407A (zh) * | 2017-04-07 | 2019-11-22 | 喜利得股份公司 | 细碳酸钙在基于矾土水泥的无机砂浆体系中的用途以增加载荷值 |
Family Cites Families (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3558335A (en) * | 1966-04-04 | 1971-01-26 | Mobil Oil Corp | Well cementing compositions |
NL6909122A (no) * | 1968-06-25 | 1969-12-30 | ||
US3997353A (en) * | 1974-10-18 | 1976-12-14 | Aluminum Company Of America | High early strength cement |
US4144078A (en) * | 1976-06-03 | 1979-03-13 | Mid-Florida Mining Co. | Masonry cement |
DE2759908C2 (de) * | 1976-07-22 | 1990-09-13 | Societe Europeenne Des Produits Refractaires, 92200 Neuilly-Sur-Seine | Beton |
US4321243A (en) * | 1980-08-05 | 1982-03-23 | Cornwell Charles E | Method of producing stabilized aqueous dispersions of silica fume |
US4472201A (en) * | 1981-08-15 | 1984-09-18 | Kurosaki Refractories Co., Ltd. | Hydraulic heat-resisting material and premold product made of such hydraulic heat-resisting material |
JPS59227762A (ja) * | 1983-06-03 | 1984-12-21 | 昭和電工株式会社 | 左官作業用塗り材 |
US4505753A (en) * | 1983-06-30 | 1985-03-19 | Research One Limited Partnership | Cementitious composite material |
US4501830A (en) * | 1984-01-05 | 1985-02-26 | Research One Limited Partnership | Rapid set lightweight cement product |
-
1985
- 1985-10-03 US US06/783,868 patent/US4666521A/en not_active Expired - Fee Related
-
1986
- 1986-09-11 ZA ZA866934A patent/ZA866934B/xx unknown
- 1986-09-24 FI FI863855A patent/FI863855A/fi not_active Application Discontinuation
- 1986-09-29 BR BR8604692A patent/BR8604692A/pt unknown
- 1986-09-30 IL IL80200A patent/IL80200A0/xx unknown
- 1986-09-30 NO NO863895A patent/NO863895L/no unknown
- 1986-10-01 AU AU63459/86A patent/AU6345986A/en not_active Abandoned
- 1986-10-02 DK DK470286A patent/DK470286A/da not_active Application Discontinuation
- 1986-10-02 JP JP61235471A patent/JPS62158153A/ja active Pending
- 1986-10-02 CN CN198686106866A patent/CN86106866A/zh active Pending
- 1986-10-02 PT PT83487A patent/PT83487B/pt unknown
- 1986-10-02 EP EP86113546A patent/EP0217389A3/en not_active Withdrawn
- 1986-10-04 KR KR1019860008312A patent/KR870003948A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0217389A2 (en) | 1987-04-08 |
DK470286D0 (da) | 1986-10-02 |
NO863895D0 (no) | 1986-09-30 |
EP0217389A3 (en) | 1988-06-01 |
PT83487B (en) | 1988-11-02 |
ZA866934B (en) | 1987-06-24 |
IL80200A0 (en) | 1986-12-31 |
CN86106866A (zh) | 1987-04-22 |
FI863855A0 (fi) | 1986-09-24 |
PT83487A (en) | 1986-11-01 |
JPS62158153A (ja) | 1987-07-14 |
FI863855A (fi) | 1987-04-04 |
BR8604692A (pt) | 1987-06-23 |
DK470286A (da) | 1987-04-04 |
AU6345986A (en) | 1987-04-09 |
US4666521A (en) | 1987-05-19 |
KR870003948A (ko) | 1987-05-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104254504B (zh) | 尺寸稳定的地质聚合物组合物和方法 | |
US6695910B2 (en) | Sulfoaluminous clinker without iron and without free lime, its process of preparation and its use in white binders | |
CA3124895C (en) | Highly water-resistant, flexible cementitious coating | |
DE602004011804T2 (de) | Dichter mörtel auf basis von binärem ettringit-bindemittel, enthaltend mindestens ein poly(alkylenoxid)-kammpolymer und mindestens ein strukturierendes organisches harz | |
NO863895L (no) | Sementholdige blandinger og fremgangsmaate for deres fremstilling. | |
DE102013200122A1 (de) | Wasserbeständiges Bindemittel auf Basis von Calciumsulfat | |
NO770985L (no) | Kalsiumaluminatcement-blandinger og fremgangsm te til fremstilling av disse. | |
US20110178209A1 (en) | Manufacturing hydraulic cement aggregates for use in insulating and heat reflecting products | |
JP4570829B2 (ja) | セメント質組成物およびメーソンリーユニットにおける白華制御 | |
IL30745A (en) | Cement compositions | |
Senff* et al. | Rheological characterisation of cement pastes with nanosilica, silica fume and superplasticiser additions | |
US4773934A (en) | Cementatious admixture | |
EP0029069B1 (en) | Hydraulic inorganic composition | |
JP2000272943A (ja) | セメント混和材、セメント組成物、及びグラウト材 | |
Senff et al. | Influence of added nanosilica and/or silica fume on fresh and hardened properties of mortars and cement pastes | |
NO800014L (no) | Fremgangsmaate for fremstilling av sement saerlig egnet for anvendelse som ildfast materiale | |
US2399411A (en) | Mastic compositions | |
WO2001098227A1 (en) | Construction material | |
Shaikezhan et al. | Cement slurry from electro-phosphoric slag | |
US3794504A (en) | Fast setting,crack resistant cementitious composition having inhibited shrinkage | |
US2164871A (en) | Cement composition for mason's mortar | |
JPH107448A (ja) | グラウト組成物 | |
JP3105603B2 (ja) | 急硬性セメント組成物 | |
Chaib et al. | Use of recycled aggregates from different sources in the production of SCC Part I: Mix design and fresh properties | |
KR820002019B1 (ko) | 내화시멘트의 제조방법 |