SE450955B - Metod att paskynda herdningen av betong - Google Patents

Description

4so 955 10 Is 20 25 30 35 2 ovannämnda patenten möjliggör borttagning av en stor mängd vatten från blandningen och samtidigt åstadkom- mande av undertryck i betongmassan, vilket ökar koldi- oxidgasens partialtryck. Dessa två faktorer främjar karbonatiseringsprocessen, dvs betongens härdning.

V Metoden enligt det inledningsvis angivna SE-paten- tet (pans 8002613-l) utgör en vidareutveckling av meto- den enligt SE-patenten 7800077-5 och (pans 7907235-l) för karbonatisering av betongelement och -konstruktio- ner i sluten form och löser även problemet med karbona- tiseringshärdning av betong i kammare eller tunnlar.

I SE-patentet (pans 8002613-1) beskrivs en metod för borttagning av fukten under karbonatiseringen, i fall av sluten form, och före och under karbonatise- ringen, i fall av avformad betong. Detta sker genom användande av styrda konditioner genom kombination_av ' luftström, värmealstring och fuktupptagning, verkande i ett cirkulerande, kontinuerligt slutet förlopp.

H 'De ovan beskrivna, kända metoderna fungerar väl, så länge den använda koldioxidgasen är ren. Karbona- tisering av betong med koldioxidgas, som innehåller en större eller mindre mängd luft, eller med avfalls- gaser från exempelvis cement- eller kalkindustrier, är emellertid besvärlig eller t o m omöjlig, eftersom den med betongens bindemedel ej reagerande gasen och den vid karbonatiseringsreaktionen bildade ångan förlänger härdningstiden eller helt hämmar karbonatiseringen.

Uppfinningen anvisar en metod av det slag som angi- vits i ingressen och som undanröjer det ovannämnda pro- blemet, närmare bestämt genom att den med betongens bindemedel ej reagerande gasen och/eller vattenângan avlägsnas från betongen under karbonatiseringen.

Om man dessutom enligt ett ytterligare särdrag' hos metoden enligt uppfinningen prekarbonatiserar be- tongen genom tillförsel av koldioxidgas under material- blandningsprocessen eller eventuellt gjutningen av be- 10 15 20 25 30 35 450 955 3 tongen, höjs betongens korttidshállfasthet (direkt efter -karbonatiseringen) utan minskning av sluthâllfasthe- ten. _ Genom att enligt ett ytterligare uppfinningssär- drag upprepa karbonatiseringen efter huvudkarbonatise- ringen uppnås en ytterligare ökning av korttidshållfast- heten till bibehållande av sluthàllfastheten (jämfört med normal härdning).

De ovan beskrivna och ytterligare uppfinningssär- drag kommer att framgå vid den efterföljande beskriv- ningen av uppfinningen med hänvisning till de bifogade ritningarna. Fig 1 visar ett allmänt flödesschema över metoden enligt uppfinningen. Fig 2 visar schematiskt de olika sätten att avlägsna den med betongens bindeme- del ej reagerande gasen och/eller vattenàngan från be- tongen. Fig 3 visar ett trycktiddiagram över vakuum- karbonatisering i sluten form enligt fig 2:l.l och 2:l.2.

Pig 4 visar ett motsvarande diagram över karbonatisering vid borttagen fermael (lock) enligt fig 2=l.3. Pig s visar också ett motsvarande diagram över upprepad karbo- natisering efter huvudkarbonatisering i sluten form enligt fig 2:l.l och 2:l.2. Fig 6 visar ett trycktid- diagram över upprepad karbonatisering efter torkning med högfrekventa elektromagnetiska vågor (HF) vid sam- tidig verkan av vakuum efter huvudkarbonatiseringen i sluten form enligt fig 2:l.l eller 2:l.2. Fig 7 visar också ett likadant diagram över fortsatt upprepad karbo- natisering efter torkning med högfrekventa elektromagne- tiska vågor (HF) av delvis avformad betong enligt fig l=2.z eller helt avformaa enligt fig l=l.4 lämplig för karbonatisering på ett band. Fig 8 visar schematiskt prekarbonatisering under blandning av i betongen ingåen- de komponenter, medan fig 9 schematiskt visar prekarbo- natiseringen under själva gjutningen. Fig l0 visar ett exempel på karbonatisering av sandwichelement i batteri enligt fig l:l.l och l:l.2. Fig ll slutligen visar ett exempel på upprepad karbonatisering vid löpandeband- 450 955 10 15 20 25 30 35 4 'tillverkning A enligt fig l:l.l och l:l.2, B enligt fig 1=2.4.

Det i fig l visade allmänna flödesschemat över metoden enligt uppfinningen börjar med att betongen avvattnas och/eller avluftas vid rådande undertryck eller vakuum i en sluten form. Om man därefter följer de heldragna pilarna sker en huvudkarbonatisering i steg l vid bibehållande av vakuum åtminstone i början av tillförseln av koldioxidgas i sluten form, varvid den med betongens bindemedel ej reagerande gasen och/e1- ler vattenångan avlägsnas från betongen antingen genom sugning med hjälp av undertryck l.l eller genom öppning av en ventil i formen 1.2. Alternativt kan huvudkarbo- natiseringen enligt den prickade linjen ske med betong, som är pressad under högt tryck och vakuum, varvid en formdel har tagits bort, förträdesvis formens lock, se 1.3. ' När gasen och/eller vattenàngan har avlägsnats kan avformning ske enligt 1.4. I stället för avformning kan betongen efter avlägsnandet av gasen och/eller vat- tenångan utsättas för en upprepad karbonatisering i sluten form och med vakuum före tillförseln av koldi- oxidgasen. Det finns givetvis också möjlighet att utföra den upprepade karbonatiseringen efter avformningen, såsom framgår av fig 1.

Efter huvudkarbonatiseringen och före den upprepade karbonatiseringen kan betongen torkas med tillämpning av strålning, kombinerad med undertryck. Denna strål- ning utgörs av högfrekventa elektromagnetiska vågor (HF), som är mest effektiva för detta ändamål. Efter torkningen karbonatiseras betongen ytterligare i sluten form, varvid den ej reagerande gasen och/eller vatten- ångan avlägsnas ytterligare med sugning enligt 2.1 eller öppen ventil enligt 2.2. Alternativt kan den upprepade karbonatiseringen efter torkningen ske utan vakuum av delvis avformad betong enligt 2.3 eller helt avformad betong enligt 2.4, se de dubbelprickade pilarna. 10 15 20 25 30 35 450 955 5 Fig 2 visar som nämnts schematiskt de olika beskri- na sätten att avlägsna den med betongens bindemedel- ej reagerande gasen och/eller vattenàngan från betongen.

Betongen 1 är anbragt i en form 2, varvid den ej reage-, rande gasen 3 och/eller vattenángan avlägsnas vid den motsatt koldixodgastillförseln 4 belägna sidan genom sugning (vakuum), vilket markeras med pilarna 3 i fig 2:l.l. I fig 2:l.2 sker bortförseln av gasen 3 genom" fri bortpressning via en öppen ventil, vilket också, markeras med pilar 3. I fig 2:l.l och 2:l.2 sker bort- förseln av gasen och ångan i sluten form. I fig 2:l.3 slutligen avlägsnas gasen 3 genom att formens 2 lock har tagits bort. Denna variant kan tillämpas endast med betong, som har pressats under högt tryck och va- kuum, och där tillförseln av koldioxidgasen sker med lågt övertryck.

Fig 3 visar ett trycktiddiagram över huvudkarbonati- sering i sluten form, varvid tillförseln av koldioxid- gas sker vid i början bibehàllet vakuum (steg 1). Sedan sker bortförseln av den ej reagerande gasen och/eller vattenångan (steg 2) med sugning enligt 1.1 eller öppen ventil enligt 1.2 på samma sätt som beskrivits tidigare.

De på tidaxeln utsatta tiderna ti, tz och t3 kan exempel- vis uppgå till 5 10 min, § 4 min resp S 10 min.

Diagrammet enligt fig 4 åskådliggör karbonatisering vid borttaget formlock enligt fig 2:l.3 (endast pressad betong). Här kan tl vara S 0,5 min och t3 < 10 min.

I fig 5 visas hur en upprepad karbonatisering kan l min, t2 S göras efter huvudkarbonatiseringen i sluten form enligt fig 2:l.l och 2:l.2 med sugning respektive öppen ventil. tl uppgår härvid exempelvis till S 5 min, tz S 2 min och t3 S 10 min.

Den i fig 6 visade upprepade karbonatiseringen sker efter HF-torkningen (fölfier huvudkarbonatisoringcn) i sluten form likaledes med sugning eller med öppen ventil, varvid tl exempelvis uppgår till S 2 min, t2 450 955 10 15 20 25 30 35 6 S 2 min och t + t l0 min. < ' I fig 7 :lutlâgen visas fortsatt upprepad karbonati- sering efter HF-torkningen av den delvis avformade be- tongen enligt fig l:l.3 eller helt avformad betong enligt fig 1=2.4. l Den i fig 8 och 9 visade prekarbonatiseringen av_ betongen l kan enligt fig 8 ske under blandningen i en tvångsblandare 7, varvid koldioxidgas 4 tillförs _från en behållare 8 via en slang 9 och en reduceringsven- -til 10. I fig 9 sker prekarbonatiseringen under gjutning- en av betongen l i formen 2, varvid den prekarbonatisera- de betongen är betecknad med ll. Betongen l finns i en betongbehàllare 12 för torrbruk, varvid det i behålla- ren 12 finns en omrörare 13 och utanpå behållaren en vibf-eter 14. Liksom 1 fig a är en behållare s med kel- ~dioxidgas ansluten till behållaren 12 via en slang 9 och en ventil 10 för tillförsel av koldioxidgasen.

I fig 10 visas schematiskt ett exempel på karbonati- sering av sandwichelement staplade på varandra i batteri, varvid karbonatiseringen och borttagningen av den ej reagerande gasen genomförs på det sätt som visas i fig 1=l.1 och 1=1.2.

'Slutligen visar fig ll ett exempel på hur man kan genomföra upprepad karbonatisering vid löpandebandtillverk- ning av betongelement enligt fig l. Vid 1 sker gjutning efter eventuell prekarbonatisering. Vid 2 utsätts for- men för vakuum (eventuellt pressning) och vid 3 sker huvudkarbonatiseringen och åtföljande borttagning.av den med betongens bindemedel ej reagerande gasen och/el- ler vattenångan, för att vid 4 avslutas med avformning.

Vid 5 sker HP-torkningen, lämpligen i en tunnel, var- efter den upprepade karbonatiseringen sker vid 6, även denna företrädesvis i en tunnel. l I efterföljande tabeller sammanställs del av försöks- resultat i vilka provades inverkan av olika karbona- tiseringsbetingelser på hàllfastheten efter kort tid och 28 dygn (normalhärdning efter karbonatiseringen). 10 15 4500955 7 Tabell I nedan visar tryckhàllfastheten i MPa vid olika C02-halt i gasen och olika betingelser för att avlägsna den ej reagerande gasen och vattenångan efter kort tid (direkt efter karbonatiseringen) och 28 dygn¿ Vid provningarna användes lättballastbetong med en den- sitet av 1400 kg/m3. Gas med 50% C02 reagerade mycket svagt och låg direkthàllfasthet uppnåddes efter kar- bonatiseringen. Gas med 25% C02 reagerade inte alls vid karbonatiseringen. Detta gällde härdning i sluten form utan borttagning av den ej reagerande gasen. Vid karbonatisering med öppen ventil i formens överdel (i steg 2) vid fortsatt tillförsel av gasen har för både gas med 50% och 25% C02 tillfredsställande direkt- och slutfasthållhet uppnåtts. Vid sugning med vakuum var resultaten liknande. Det må påpekas att med minskad koldioxidhalt i gasen ökade karbonatiseringstiden, och mängden absorberad koldioxid vid borttagning av den ej reagerande gasen var svårare att kontrollera, sär- skilt vid användning av vakuum. 20 TABELL I Betingelser . för karbona_ Trvckhållfasthet i MPa tisering en- - ligt: Direkt 28 dygn Direkt 28 dygn Direkt 28 dygn 100% C02 50% 002 25%-C02 Pig 1 5,1 18,9 <0,5 21,0 Ej karbonatisering (Steg 1) (3) g ' (12) ' (20) ngi 5,7 14,9 5,6 018,5 3,5 15,2 (steg l+2) (10) (14) (16) 2:l.2 , (ÖPPGH VBU' til) Fisl . 6,5 14,9 4,3 ia 3,9 15,8 (Steg l+2) (8) (14) (14) 2:l.3 (av- fixmad överdel 10 15 '450 955 8 I tabell II nedan visas försöksresultat för karbo- natisering av cementbundna, armerade träfiberskivor (cementboard). Olika förfaranden för karbonatisering enligt uppfinningen med beteckningar enligt fig 1 och följande har tillämpats: Karbonatisering och upprepad karbonatisering. Betongen var antingen komprimerad med vakuum eller med vakuum kombinerad med pressning (ca l MPa) före karbonatiseringen. Karbonatiseringen ut- fördes med en ges, som innehöll 50% C02. Böjaregnaii- fastheten provades direkt efter koldioxidbehandlingen (8-18 mini och efter 3 dygn (normal lufthärdningj. Éöl- gande kunde iakttas. I jämförelse med endast vakuum- komprimerad och karbonatiserad (endast) ökar direkt- och 3 dygnshàllfastheten efter pressning ytterligare vid tillämpning av upprepad karbonatisering och HÉ-tork- ning.

TABELL II Betingelser för komprimering och karbonatisering enligt: Direkt 3 dygn Draghàllfasthet i MPa Vakuumkomprimering Karbonatisering 'Fig l (steg l+2) _2:l.2 0,67 2,6 Vakuum + Pressning Karbonatisering Fig 1 (steg l+2) 2:l.2 1,5 3,5 Vakuum + Pressning Upprepad karbonatisering Fig 5 (2:2) 2,1 3,4 Vakuum + Pressning Upprepad karbonatisering _ Fig 6 (2:2) 2,35 3,1 Prekarbonatisering Fig l (steg l+2) 2:l.2 2,1 3,6 u.) p 450 955 9 Uppfinningen får givetvis inte anses begränsad till de visade och beskrivna utföringsformerna utan kan modi- _ fieras på flera sätt inom ramen för det begärda patent- dkyddet.

Claims (7)

450 955 10 PÅTENTKRAV

1. l. Metod att påskynda härdningen av betong, baserad på portlandscement eller andra bindemedel, genom karbo- natisering med en gas, som består helt eller delvis av koldioxid, varvid betongen före karbonatiseringen avvattnas och/eller avluftas vid rådande undertryck 1 sluten form och karbonatiseringen påbörjas vid rådande undertryck 1 betongen, k ä n n e t e c k n a d av ' att den med betongens bindemedel ej reagerande gasen och/eller vattenångan avlägsnas under fortsatt karbona- tisering vid den motsatt koldioxidgastillförseln beläg- na sidan av betongen.

2. Metod enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att gasen och/eller vattenångan avlägsnas antingen genom sugning med hjälp av undertryck, eller genom öpp- ning av en ventil i formen eller genom borttagning av en eller flera delar av formen, företrädesvis lock.

3. Metod enligt krav l eller 2, k ä n n e t e c k - n a d av att karbonatiseringen upprepas efter huvud- karbonatiseringen.

4. Metod enligt krav 3, k_ä n n e t e c k n a d av att efter huvudkarbonatiseringen och före den uppre- pade karbonatiseringen torkas betongen med tillämpning av strålning kombinerad med undertryck. I

5. ; Metod enligt krav 4, k ä n n e t e c k n a d av att strålningen och den efterföljande upprepade kar- bonatiseringen utövas på tidigare karbonatiserad och helt eller delvis avformad betong.

6. Metod enligt krav 4 eller 5, k ä n n e t erc k - n a d av att strålningen utgörs av högfrekventa elektro- magnetiska vågor.

7. Metod enligt något av föregående krav, k ä n - n e t e c k n a d av att betongen prekarbonatiseras genom att knldíoxidqna iillförcs under ma1criaIL1»nd- ningsprocessen och/eller vid gjutningen av betongen. w,