201285. lajstromszámú szabadalom • Szilikátalapú gipszmentes kötőanyag
HU 201285 B A találmány tárgya szilikát alapú gipszmentes kötőanyag, közelebbről az őrölt cementklinker alapú kötőanyagok olyan adalékanyaga, amely pozitív irányban befolyásolja a kötőanyag fizikai tulajdonságait, különösen annak plaszticitását javítja, a kötés kezdetét kitolja és a kezdeti szilárdságot növeli. Pépek, habarcsok és betonkeverékek kötésének kezdete általában a cementösszetételétől és a felhasznált vízmennyiségtől függ, továbbá a keverék cementkoncentrációjától, a feldolgozott keverék hőmérsékletétől, a környező miliőtől és különösen a légnyomástól. Itt jelentős tényező az az idő, amely ideig a pép, habarcs vagy betonkeverék további feldolgozásra alkalmas állapotban marad, vagyis az a kötés kezdetétől számító idő, amely alatt néhány technolóiai eljárást a keverék tömörödése előtt el kell végezni. Ilyen technológiai eljárások például a keverék szállítása és beöntése. Abban az esetben, ha a betonkeverék kezelése viszonylag hosszú időt igényel vagy, ha kedvezőtlenül magas hőmérsékleten kell dolgozni, a kezdeti hidratációs folyamatot a teljes időtartamra számolva legalább 5%-ban lassítani kell. Ez elérhető megfelelő kémiai anyagok bekeverésével. A kötőanyagokhoz használt különböző adalékanyagok tanulmányozása és vizsgálata során megállapítottuk, hogy a kötés késleltetéséhez használt adalékanyagoknak a következő feltételeket kell teljesíteniük: lassítani kell a pép, habarcs vagy beton kötését, anélkül, hogy befolyásolnák egyéb tulajdonságait, például nyomószilárdságát, hajlító- és hajlító-húzószilárdságait; ezenkívül kedvezően kell befolyásolni a rugalmassági együtthatót, a formálási együtthatót, a térfogatváltozást, a kedvezőtlenül alacsony hőmérséklettel szembeni ellenállást és a kiválási folyamatot. A jelenleg ismert adalékanyagok vagy csak a fenti feltételek némelyikének felelnek meg, vagy nem teljes mértékben elégítik ki azokat, vagy adott esetben csak néhány kötőanyaghoz használhatók fel. így ismert egy betonkeverék késleltetett kötésidővel, melyet F. Esterka és munkatársai írtak le (lásd a 165 647 - 1973 számú csehszlovák szerzői tanúsítványt), ahol a portlandcement száraztömegére számítva 0,05-0,5% mennyiségben formaldehiddel kondenzált, aromás magjában szulfonilcsoportot tartalmazó, szulfonilezett polifenolátok Fe(III)-sójának vizes oldatát tartalmazza. A további tanulmányozás és gyakorlati vizsgálatok arra az eredményre vezettek, hogy az a kémiai összetétel a leghasznosabb, amelynél a szulfonilcsoport a láncvégi szénatomhoz kötődik. R.A. Salathiel a 2 711219 számú USA szabadalmi leírásban olyan szuszpenziót ismertet mélyfúrási célokra, amely portlandcementet és a cementekre számolva 0,2-2,5 tömcg% mennyiségben a fenol és a formaldehid lineáris, szulfonilezett kondenzációs termék előállításához monociklusos bifunkciős fenolt haszználnak, amely a hidroxilcsoport mellett CH3-, C2H5-, Cl- vagy egyéb szubsztituenst tartalmaz. A kondenzációs termék sójaként alkálifémmel, kálciummal vagy ammóniával képzett sót használnak. Sasaki és munkatársai a 3 931 083 számú USA szabadalmi leírásban olyan pasztát ismertetnek, 1 amely hidraulikus cementet (portlandcement), vizet és a cementre számolva 0,1-2 tömeg% plasztifíkátort tartalmaz, Ez a plasztifikátor formaldehid és fenol primer kondenzációs termékéből áll, ahol 5 a termék legalább egy szulfonil- vagy szulfometilcsoportot tartalmaz és a kondenzációs termék egy részének hidrogénatomja fémionnal, így nátrium-, káliumionnal vagy egy kálciumekvivalenssel helyettesítve van. Ezt a plasztifikátort cement- és kerá- 10 miai paszták Teológiai tulajdonságainak javítására használják. Az eddigi szilikát alapú és különösen a finoman porított portlandcement alapú kötőanyagok adalékanyagként mindig tartalmaznak kálcium-szulfá- 15 tot (gipszet), mely adalékanyagot túlnyomórészt a cement őrlésekor adagolják. A portlandcement mai formája olyan cementklinker, melyet a maximálisan 3,5 tömeg% gipsz (SC>3-ként számolva) hozzáadása közben 225 m2/kg legnagyobb fajlagos 20 felületig (lásd a 72 21 21 számú csehszlovák szabvány) őrölnek. Csak kivételesen őrlik a portlandcementet 445 m2/kg-nál nagyobb fajlagos felületig. A gipszet a portlandcement szokásos adalékanyagának tartják és más adalékanyagot mindig a gipsszel 25 kombinálva adnak a portlandcementhez. Kísérleteink során úgy találtuk, hogy a gipsz hátrányosan befolyásolja a kötés kezdeti idejét. P.A. Rebinder azt írja munkájában (lásd: O.I.Lukjanova, E.E.Segalova, P.A.Rebinder: Dok- 30 lady Akademii Nauk SSSR, 117,1034-1036, /1956/), hogy a kálcium-ligninszulfonát és a K2CO3 keveréke a cementhabarcsoknál a kötés kezdetének késleltetésére, majd ezt követően a hidrációs folyamat gyorsítására alkalmas. Ez a hatás mind a finoman 35 porított gipszmentes klinkernél (fajlagos felület 450 m/kg), mind a portlandcementnél (gipsztartalmú cement) érvényesül. S.Brunauer a 3 689 294 számú USA szabadalmi leírásban olyan kötőanyagot ismertet, amely nagyobb szilárdságot mutat, mint a 40 szokásos portlandcement. Kimutatta, hogy más kötésszabályozók adagolásával elérhető a cementklinker tartalmú keményített cementpépek, habarcsok és betonok szilárdságának növelése gipsz adagolása nélkül is. Leír péládul egy olyan eljárást 45 expenzív cement előállítására, amely a portlandcement klinkerjének őrléséből és darabolásából áll, miközben a 600-900 m2/kg fajlagos felületű termékre számolva legalább 0,002 tömeg% őrlési segédanyagot adagol, amely az őrölt cement egy tö- 50 megrészére számítva legalább 0,0025 tömegrész alkáli- vagy földalkáli-ligninszulfonátot vagy szulfonilezett lignint és 0,20-0,28 tömeg%, legalább 0,0025 tömeg% alkáli-karbonátot tartalmaz. A 447 431 számú ausztrál szabadalmi leírásban 55 ugyanez a szerző úgy pontosítja a fenti adatokat, hogy az őrlési segédanyag poláros és apoláros csoportokat tartalmazó vegyületet, például dietil-karbonátot, és a ligninszulfonát kálcium-ligninszulfonátot és -karbonátot, valamint kálium-karbonátot 60 tartalmaz. J. Zezulka és munkatársai a 175 802 számú csehszlovák szerzői tanúsítványban cementklinker őrlését ismertetik 0,2-4 tömeg% poralakú ligninszulfonsav-só jelenlétében és K. Kolar és munkatársai a 175 803 számú csehszlovák szerzői 65 tanúsítványban olyan cementkeveréket ismertet-2 2
