200511. lajstromszámú szabadalom • Cementklinker alapú, gipszkőmentes, stabilizált sajátosságú kötőanyagkészítmény
1 HU 200511 B 2 Szállóhamu alkalmazását írják le továbbá a 214 137 számú CS szerzői tanúsítványban, amelyben olyan portland- vagy salak-portlandcementet közölnek, amely 3-20 tömeg% amorf szilícium-dioxidot tartalmaz, s amely utóbbi legalább 30 % 3 mikrométernél kisebb méretű részecskékből, és legalább 50 % 20 mikrométernél kisebb méretű részecskékből áll; továbbá 0,5-1 tömeg% diszpergálószert, előnyösen vízoldható melamin-formaldehid-bitument, ligninszulfonánt vagy naftalinszulfonsav kondenzációs terméket, előnyösen lauril-szulfátot vagy nátrium-abietátot tartalmaz. Az eddig ismert megoldások szerint, ha cementet vagy a betont igen finom amorf szilícium-dioxid hozzáadásával készítik, akkor portland- vagy salak-portlandcementből indulnak ki, amely kötésidő-szabályzó szerként gipszkövet tartalmaz. Az igen finom, amorf szilícium-dioxid alkalmazása során a beton keverési megmunkálhatóságának javulását érték el annak következtében, hogy az üregeket a sokkal finomabb eloszlású szilícium-dioxidot tartalmazó cementrészecskék töltötték ki; mindazáltal alacsony vízcement-tényező melletti jó megmunkálhatóság céljából (azaz olyan esetekben, amikor W = 0,35 (a vízcement-tényező a víz és cement viszonyát jelenti) meglehetősen nagymennyiségű lágyítószert kellett alkalmazni adalékként (lásd az 574 880 számú CH szabadalmi leírást és a 81 105 310.7 számú EP szabadalmi bejelentést, ahol a cementre vonatkoztatva 3-7,2 % mennyiségben alkalmazzák a lágyítószert). Ez a mennyiség lényegesen magasabb, mint a betonban általában alkalmazott lágyítószerek mennyisége. E magas lágyítószermennyiség csökkentése csak a vízcement-tényező növelésével lehetséges, amint ez a 214 137 számú CS szerzői tanúsítványból következik, amely szerint 0,3-0,5 tömeg % lágyítószeradalékot alkalmaztak (a cement tömegére vonatkoztatva), de természetesen a betonkeverék vízcement-tényezőjét W = 0,78-ra növelték. A 200 215 számú CS szerzői tanúsítványban közölnek továbbá egy cementklinker-alapú kötőanyagot, amelynek fajlagos felülete 150-3000 m2/kg, a részecskék 2-95 tömeg%-ának a mérete 5 mikrométernél nagyobb, s amely 0,01-8 tömeg % ligninszulfonán-alapú anyagot, készítési vizet, 0,01-8 tömeg % alkálifém-karbonátot vagy -hidrogén-karbonátot vagy alkáliföldfém-karbonátot vagy -hidrogén-karbonátot és/vagy 0,1-8 tömeg % további ismert kötőanyag-adalékot tartalmaz a klinker összes mennyiségére vonatkoztatva, valamint 5-90 tömeg% olyan anyagot tartalmaz (a klinker összes mennyiségére vonatkoztatva), amelyben oxigéntartalmú szilícium-vegyület, például bentonit, szilikátliszt, szállóhamu, salak vagy ezek keveréke van jelem A fend hátrányokat a jelen találmány kiküszöböli. A találmány lényege cementklinker-alapú, gipszköfőmentes-kötőanyag, amely 99,5-88 tömeg%, 225-800 m2/kg fajlagos felületű őrölt künkért, 0,001-2 tömeg % őrlési adalékot, például trietanol-amint vagy etilénglikolt, 0,2-4 tömeg% alkálifémsót vagy alkálifém-hidroxidot, például nátrium-karbonátot, nátrium-hidrogén-karbonátot, kálium-karbonátot, kálium-hidrogén-karbonátot vagy nátrium-szilikátot (Na2SiC>3), 0,2-3 tömeg % szulfonált polielektrolitot, például ligninszulfonánt, kémiailag kezelt ligninszulfonánt, szulfonált lignint, szulfonált polifenolátot és 0,1-3 tömeg% gipszkőmentes cementek kötési idejét szabályozó anyagot, például szerves hidroxisavak vagy a bórsav sóit, szilfciumoiganikus észtereket, foszfátokat tartalmaz, amelyhez további adalékként 0,05-20 tömeg% szilícium-dioxidot, előnyösen a szilícium vagy vas-szilícium-őtvőzet előállítása során kapott amorf, 5000-200000 m2/kg fajlagos felületű szilícium-dioxidot adunk, amely több mint 50 % 5 mikrométernél kisebb méretű részecskét tartalmaz. A fentiekben megadott tömegszázalékos adatokat a klinker tömegére vonatkoznak. A találmány értelmében azt találtuk, hogy szinergetikusan ható szulfonált polielektroüt (például ligninszulfonán, szulfonált poüfenolátok) és szervetlen elektrolit (például karbonát) keverékének az alkalmazásával gipszkőmentes cement és szilícium-dioxid szállóhamu keveréke W = 0,30 vízcement-tényező esetében is a kedvező teológiai sajátságok megtartásával, lényegesen kisebb mennyiségű lágyítószer alkalmazásával, mint a portlandcement esetében, megmunkálható. Oxigéntartalmú szilíciumvegyületek cementklinker-alapú kötőanyagok sajátságaira kifejtett hatásának vizsgálata során megállapítottuk, hogy e vegyületek- mindenekelőtt a szilícium-dioxid - részecskemérete és fizikai állapota erős befolyást gyakorol az elért sajátságokra (például a szilárdságra). A kötőanyag Teológiai sajátságainak javítása céljából igen lényeges, hogy a cementrészecskék közötti üregeket részecskékkel - például nagyon finom szilícium-dioxiddal- töltsük ki. Ez annyit jelent, hogy egy ilyen kötőanyag részecskéi átlagos átmérőjének kisebbnek kell lennie, mint a legkisebb cementrészecske méretének. Ha a cement és a hatóanyag (például szilícium-dioxid kvarcliszt alakjában, szilícium-dioxid kivonatok formájában, vagy az úgynevezett kaolinit-feldolgozási iszap) granulometriás görbéje átfedi egymást, akkor a Teológiai sajátságok eléggé erősen romlanak, és alacsony vízcement-tényező esetében a jó megmunkálhatóság nem érhető el. Másrészt az igen finom eloszlású szilícium-dioxid találmány szerinti alkalmazása megváltoztatja a granulometriás görbét - például ha az egyes részecskék elektromikroszkóppal megállapított átlagos nagysága körülbelül 0,1 mikron vagy kisebb (például szilícium-dioxid szállóhamu vagy pirogén szilícium-dioxid esetében) - és lehetővé teszi igen kompakt por megmunkálását (feldolgozását). Ez a por a megmunkáláshoz csupán minimális mennyiségű vizet igényel azon előfeltétellel, hogy ez a cementpor gipszkövet nem tartalmaz. Hasonlóképpen a szilícium-dioxid fizikai állapota is nagyon lényeges. A szilícium-dioxidnak kalcium-hidroxiddal végbemenő reakciójához - amely a cement hidratációja során játszódik le - a szilícium-dioxid amorf állapota optimális. Ha a finomra őrölt szilícium-dioxidban a kristályos részecskék aránya növekszik, akkor reakcióképessége csökken. A találmány értelmében optimálisan olyan szilícium-dioxidot alkalmazunk, amelynek fajlagos felülete nagy, átlagos részecskemérete igen kicsi, és előnyösen amorf. Ha igen finom eloszlású, amorf szilícium-dioxidot adalékként optimális koncentrációban gipszkőmentes cementekben alkalmazunk, akkor nemcsak annak Teológiai sajátságai javulnak, hanem ez egyszersmind lehetővé teszi a fentiekben említett labilitás kiküszö-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
