196936. lajstromszámú szabadalom • Betonszilárdulás gyorsító készítmény
1 196936 2 A találmány komplex hatású, inhibiáló, plasztifikáló betonszilárdulásgyorsító készítményre vonatkozik. Ismeretes, hogy a kloridtartalmú készítmények a beton kötését és szilárdulását kedvezően befolyásolják, de a betonvasalást korrodeálják. A betonba ágyazott vas korrózióvédelme akkor biztosított, ha a betonban lévő pórusvíz lúgossága olyan magas, hogy hatására az acélfelület passziválódik (pH: 9). A korrózió csak ennél kisebb hidrogénion koncentráció esetén, elektrolit és oxigén együttes jelenlétében lép fel. Mértéke elsősorban az elektrokémiai értelemben anódnak nevezhető helyeken lejátszódó folyamatok időbeni befolyásától függ. A kémiai szereket nem tartalmazó normál beton pH-ja készítéskor 12 fölött van a cementpép lúgossága miatt. A megszilárdult beton pH-értéke k 9 körüli a cementkőbol kioldódott szabad mész-tartalorn következtében. így a betonacél felületei passzíváidnak. A beton tulajdonságainak módosítására hsznált adalékszerek közül a savas kémhatásúak, valamint a halogenid ionokat tartalmazók azonban már korrózióveszélyt jelentenek, mivel savasságuk, ill. savas hidrolízisük miatt erősen csökkentik a pórusvíz pH-ját. A pH passziválási határérték alá csökkenésekor a korrózió azonnal megindul. Az agresszív ionok (halogenidekl jelenléte pedig még tovább fokozza a korrozióveszelyt. Ezt a tényt — normál érlelésű vasbetonszerkezetek esetében — számos vizsgálat és csomóponti feltárás bizonyítj a. A CaCl2-t ennek ellenére igen régen és elteijedten használják a betongyártásban, intenzív kötés- és szilárdulásgyorsftó hatása miatt. A kloridkorrózió úgy fejti ki hatását, hogy a kloridion egy része — a cement típusától, a beton összetételétől és a hőmérsékleti viszonyoktól függően — beépül a cement hidratációs termékeibe. Csak az ezen felüli mennyiség, a cement pórusfolyadékában feloldódott, szabad kloridion teszi lehetővé a cementkő acélra gyakorolt passzíváid, védő hatásának megszüntetését és a korrózió megindulását. A korrózió mértéke a passzíváid hatású hidroxil-ionok és az oldatban maradt korrozív kloridionok viszonyától függ. A hidratációs termékekbe való beépülés összetett folyamat. A trikalcium-szilikát hidratációs termékeibe való beépülés stabil. Az aluminátokkal lejátszódó reakció a klorid-koncentrácidtól függ. Amennyiben a pórusvíz koncentrációja 1 g Or/100 ml körül mozog, Friedel féle só képződik (3CaO • ALÓ * CaCL • 10H2O), amely vízben és telített Ca(OH)2 oldatban 90 “C-íg stabil. C02 jelenlétében a sÓ instabillá válik, hidrargillit kalcit, aragonit vagy vaterit módosulaté kalciumkarbonáttá alakul, miközben a lekötött Cl- oldatba megy. Ez a folyamat azonban kellő tömörségű beton esetén jelentéktelen. Magasabb kloridion koncentráció esetén ettringithez hasonló, kloridban dús kristályképződés is megindul (3CaO • A12Oj • 3 CaCL • 3H,0), de ez a vegyüld instabil, ugyanis szobahőmérsékleten — víz jelenlétében — korrózióveszélyes termékké lebomfik. A különböző szerzők véleménye a hatásmechanizmust illetően megoszlik ugyan, de az inhibíció szükségességét egyik sem vitatia. A CaCL korróziós hatásának csökkentésére különböző inhibitorokat javasolnak alkalmazni. Ezek kémiailag tiszta anyagok vagy keverékek, szerves vagy szervetlen jellegűek és hatásukat különböző mechanizmus szerint fejtik ki. A161 636. számú szabadalmi leírás szerint a kalcium és nitrit-ioüokat tartalmazó vizes oldatból trietanol-amin hozzáadására képződött nr/# molekúlatömegű, viszonylag stabil komplex só előnyösen befolyásolja a betonszilárdulás gyorsítását, s beton folyósítását és erősen lúgos kémhatása folytán a betonvasalás korrózióvédelmét. A komplex só hátrányá a nitritek mérgező tulajdonsága. A kalciumklorid ko rróziós hatásának csökkentésére vasbeton szerkezetekben használt egyéb inhibitorok a nátrium- és kálium-kromát, alkálifémek permanganátjai és foszfátj ai, szerves aminok (Ratinov V. E.: Osznovnüz aszpek.tü iszpolzovanija inhibitorov korrozi armaturü. Beton i zselezobeton, 1978.1. Ezek az inhibitorok mérgező és betontechnológiái mellékhatásuk miatt nem kedvezőek. Környezetvédelmi szempontok szülrségessé teszik, hogy a felhasználásra kerülő ilyen és hasonló jellegű készítmények környezetbarát alapanyagok felhasználásával készüljenek. A korróziós veszély csökkentésének másik lehetősége a képlékenyítők illetve folyósítók alkalmazása a kloridtartalmú gyorsító mellett. így tömörebb, kisebb pómstartalmú beton készíthető, amelynek víz- és gázzáró tulajdonsága szilárdulás után jobb. Avasalat felületére ezért a korróziót kiváltó oxigén és a vizes oldatban lévő agresszív anion lassabban és kisebb mennyiségben jut el. Huzamosabb ideig tartó nedves igénybevétel után azonban a korrózióval számolni kell. A találmány célkitűzése olyan készítmény előállítása, amely mind a beton kötését, mind a szilárdulását kedvezően befolyásolj a, kellő inhibiáló, képlékenyítő és fagyásgátló hatást is kifejt, továbbá kielégíti a környezetvédelmi követelményeket is. A találmány szerinti kalcium-kloridot és inhibitort tartalmazó betonszilárdulásgyorsító készítmény azzal jellemezhető, hogy legfeljebb 40 tömeg% szilárdanyagtartalmú vizes közegben vagy dehidratált állapotban 40—500:1 tömegarányban kalcium-kloridot és egy 4—8 szénatomos egy hármas kötést tartalmazó alifás alkoholt és/vagy ennek 1—5 szénatomos karbonsavval képzett észtereit tartalmazza. Az inhibitor célszerűen 2-bután-1,4-diol, vagy l-hexin-3-ol, 3-metil-l-butin-3-ol, vagy 1—5 szénatomos telített karbonsavak propargi lalkohollal képzett észterei. A találmány szerinti készítmény cementre és szárazanyagra számítva 0,4—5 t% adagolásban kerül felhasználásra. A kalcim-klorid korróziós tulajdonságainak csökkentésére irányuló kutatások során megállapítottuk, hogy a nem mérgező 4—8 szénatomos hármaskötést tartalmazó alifás alkoholok és ezek észterei megfelelő védőhatást fejtenek ki vizes oldatban is. Sőt betontechnológiái hatásuk meglepő módon képlékenyítő tulajdonságban is megnyilvánul már kismértékű adagolás esetén is. Erre a felismerésre alapozva a kiváló szilárdulásgyorsító kalcium-klorid és a képlékenyítő-inhibitáló hatású egy hármaskötést tartalmazó 4—8 szénatomos alifás alkoholok és/vagy észterek kombinálásával komplex hatású adalékszert állítottunk elő. Ezek a vegyületek az adszorpciós védőhatáson túlmenően — amikoris a fémfelületen ciklikus szerkezetű komplexeket ill. kelátokat hoznak létre — kedvezően befolyásolják ti pórusvíz klorid-hidroxil-ion arányát, valamint képlékenyítő tulajdonságuk kihasználásával tömörebb betonszerkezet készíthető. 5 13 13 23 25 30 35 ^0 ‘■5 H0 55 30 35 2
