CZ2001265A3 - Porézní částice do betonu a malty, způsob jejich výroby a cementové malty s jejich obsahem - Google Patents

Description

Oblast techniky

Vynález se týká způsobu výroby pórových částic pro beton nebo maltu, stejně tak jako pórů, které obsahují pevná tělesa ze směsi hydraulicky pojících prostředků, jako cementu po případě s obsahem dalších přísad a přídavných látek, přičemž se do směsi před vytvrzemm přimíchává granulát, ze kterého se v alkalickém prostředí uvolňují vytvořené pórové částice.

Dosavadní stav techniky

Je známé, že se při výrobě pórového betonu v betonových maticích přidávají malé rozpustné částice, které se v alkalickém prostředí betonu rozpouští a tak vznikají odpovídající mikroduté prostory. Použité materiály se vyrábějí na základě močovinovo-foímaldehydového kondenzátu. Tyto materiály mají ovšem tu nevýhodu, že se při skladování, spojují, ztrácejí rozpustnost a účinnost. Další nevýhoda u těchto známých materiálů je ta, že se močovinovo-formaldehydový kondenzát musí před použítm nejdříve rozemlít na potřebnou velikost zrna a poté prosívacím postupem, to znamená přes síto s odpovídající mřížku se dosáhne toho, že jsou zrna rozdělena podle potřebné velikosti.

Podstata vynálezu

Způsob podle vynálezu je založen na poznatcích, že přírodní škroby mají zrna o velikostí asi 30 pm a bobtnají. Vhodnými tvrdícími prostředky mohou být částice škrobů spojeny tak, že v prostředí betonu bobtnají na potřebnou velikost zrna asi 50 pm až 70 pni. Přitom se ukázalo, • ·· · že se spojené a nabobtnané částice po krátké době v alkalickém prostředí betonu rozpouštějí a zanechávají duté prostory. A tyto duté prostoty jsou základem potřebných vlastností, zejména co se týče stability betonu při mrazu anebo při použití rozmrazovací soli.

Způsob podle vynálezu k výrobě pórových částic se vyznačuje tím, že přírodní škroby anebo deriváty škrobů

a) předbobtnají ve vodě nebo ve směsi vody’ s rozpouštěcún prostředkem na potřebnou velikost pórových částic mezi 30 pm a 120 pm, výhodné jsou mezi 50 pm a 80 pm a poté po přidáni spojovacího škrobového prostředku se ukončí proces bobtnání nebo

b) v kyselém prostředí se pro reakci použije tolik spojovacího prostředku, že po nabobtnání v alkalické oblasti se dosáhne potřebné velikosti částic, a to mezi 30 pm a 120 pm, upřednostňují se částice s 50 pm a 80 pm.

Způsob podle vynálezu k výrobě pevných částic se vyznačuje tím, že vytvořené póry vznikají z částic, které mají schopnost bobtnat ze spojených škrobů. Použitelná jsou v podstatě všechna pojidla, která škroby pojí tak, že se omezeným bobtnáním dosáhne potřebné velikosti zrna.

Přednostně se používají ke spojení škrobů kombinace, které reagují s OH-skupinami škrobů a tvoří poté např. éterová, esterová nebo uretanonová spojení.

Pro vytvoření z éterových škrobů jsou známá oxiranová spojení, např epicHorhydrinu a oxidu propylenu stejně tak jako melaminu nebo močovinové pryskyřice, které obsahují reaktivní N methylolové skupiny, jako např. hexamethylmethylolmelamin, močovinu tetramethylolu a jiné.

Pro vytvoření esterů a jiných oiganických a anorganických chloridů kyselin se používají např. acylhalogenidy z několika základních kyselin, např. dichlorid kyseliny maleinové a oxytrichlorid fosforu. Navíc může být ke spojení použit trimetafosforecnan, např. Natrimetafosforečnan a také isokyanáty. V prostředí, kde není voda se může použít jako rozpouštěcí prostředek např. tolulen nebo diisokyanáty tolulenu.

• · *·«· · · ·· ·· • · · · · ♦ · · · · • · · · · · · • · · · · · « · · ···♦·· · · ···· ·· ·· «··· ·· «

Dobře použitelná jsou kupříkladu vytvořená éterová spojení ze skupiny epichlorhydrinů nebo hexamehylmethylolmelaminu a vytvořené estery ze skupiny POCI₃ a anhydrid kyseliny maleinové tak jako zastřené isokyanáty.

Alkalické prostředí v betonu je v oblasti nad hodnotou pH 12, optimální je pH 12,5. Průměrná velikost zrna po bobtnání je mezi 30 pm a 120 pm, ale přednost se dává mezi 60 pm a 80 pm.

Čím je pojidlo vyšší, o to je menší stupeň bobtnání.

Výroba pórových částic může následovat ve dvou variantách:

V první variantě dochází ke spojení, při němž se dosahuje v alkalickém prostředí potřených velikostí částic a průběh bobtnání nastává v cementové směsi.

V druhé variantě předbobtnávají částice škrobů na požadovanou velikost nejdříve ve vhodné směsi z vody a rozpuštěcího prostředku a poté se pojícím prostředkem např. epichloriiydrinem spojí tak, že se prakticky jejich objem, i při zvýšené alkalitě, již nezvětšuje.

Rozpouštěcí prostředky, kterým se dává přednost, jsou dimetylformamid a dimetylsulfoxid.

Mohou se ale použít všechny známé organické rozpuštěcí prostředky pro škroby.

Příklady provedení

Následně bude vynález vysvětlen na základě konkrétiiích příkladů provedení.

Příklad 1 a 2 se týká podle vynálezu způsobu výroby pórových částic a příklad 3 a 4 složení betonu podle vynálezu.

Přikladl

Přírodní bramborový škrob se máčí ve vodě s 50 % hmoty.

·· ····

Poté se přidává dimethylíonnamid tak dlouho, až Škrobové zrno nabobtná na 50 pm až 70 μαι. Pak se při pomalém zvyšování pH-hodnoty, přidáním NaOH s POCI₃ škrob spojí tak, že při pH 12 se jeho objem již nezvětšuje.

Uvedený pojící prostředek (POCI₃) takto na použitý škrob účinkuje při koncentraci nad 95 % hmoty.

Tímto způsobem vznikají mechanicky stabilní částice, které mají zejména v tuhém betonu určité přednosti

Příklad 2

Přírodní bramborový škrob se máčí ve vodě s 50 % hmoty

Hodnota pH s kyselinou (0,1 N HCI) se nastaví na 4,5 (indikátor: methylorange) a během reakce zůstává konstantní. Ke spojení se přidá 2,5 % hmoty hexamethylmethylolaminu (např. cibamin M 100) a při pokojové teplotě se míchá asi 8 hodin. Odfiltrují se sluiy a vodou se neutrálně perou.

Příklad 3

Složení cementové malty podle vynálezu

300 kg cementu/m³ (CEM132,5R),

1850 kg/m³ přísad: písek a štěrk (síto B16), podíl jemného písku (0 až 0,25 mm): 7 % hmoty účinkuje na všechny přídavné látky a

práškové škroby z příkladu 1: 0,1 až 2 % hmoty (působí na suché směsi).

Uvedené složení vytváří beton, který je odolný proti mrazu a tání a vykazuje v obou případech stabilitu.

Příklad 4

Přidáním pojících škrobů z příkladu 2 v množství 0,5 % hmoty působí na suché směsi malty z 300 kg cementu/m³ (CEM 132,5 R)

1850 kg/m³ přísad: písek a štěrk (síto B16), podíl jemného písku (0 až 0,25 mm) 7 % hmoty působí na všechny přidané látky, tak vzniká beton, který má dostačující stabilitu proti mrazu a tání.

Tv 'tan-Uš'

Claims (9)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob k výrobě pórových částí pro beton a maltu, vyznačující se tím, že zrnité přírodní škroby nebo deriváty škrobů

   a) bobtnají ve vodě nebo ve směsi vody a rozpouštěcího prostředku na částice o velikosti mezi

   30 pm a 120 μχπ, a poté se přidáním prostředku, který škrob spojí, ukončí bobtnací proces, nebo

   b) se použije tolik pojícího prostředku k reakci, že se při bobtnání v alkalickém prostředí dosáhne velikosti částic mezi 30 pm a 120 pm.
2. 2. Způsob podle nároku 1, vyznačující se tím, že nabobtnalé a pojící škroby nebo deriváty škrobů mají částice o velikosti od 50 pm do 80 pm.
3. 3. Způsob podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že pojící prostředek je vybrán ze skupiny, kterou tvoří étety ve spojení oxiranů, jako epichlorhydrin, éterové deriváty

   N - methylolu, volné deriváty methylolu a močoviny methylu nebo ze skupiny, kterou vytváří estery, jako anorganické halogenidní kyseliny, jako POCI₃ nebo ze skupiny, kterou tvoří organické estery jako anhydrid kyseliny maleinové, anhydrid kyseliny fialové, chlorid kyseliny maleinové, trimetafosforečnany trimetanu nebo isokyanáty.
4. 4. Způsob pro výrobu částic, které obsahují pevná tělesa ze směsi hydraulicky pojících materiálů, jako cement, přídavné látky a příměsové látky, přičemž se do směsi před spojením přidává granulát, v němž se v alkalickém prostředí rozpouštějí pórové částice, vyznačující se tím, že podle způsobu nároku 1 nebo 2 se používají vyrobené pórové částice.
5. 5. Pórotvorné látky pro vytvoření pórů v pevných látkách, skládající se z nabobtnalých a pojících škrobových částic o velikosti 30/im až 120/im.
6. 6. Pórotvorné látky podle nároku 5, vyznačující se tím, že škrobové částice mají velikost od 50yum do 80/im.
7. 7. Cementová malta pro výrobu betonu, kteíý nemění svoje Mastnosti, jak při mrazu, tak i při použití rozmrazovací soli, obsahuje hydraulické pojící prostředky a přídavné látky, vyznačující se tím, že obsahuje od 0,1 % do 2 % hmoty nabobtnalých a spojených škrobových částic, které mají velikost od 30 pm do 120 pm.
8. 8. Cementová malta pro výrobu betonu, jež obsahuje hydraulické pojící prostředky a přídavné látky, vyznačující se tím, že obsahuje od 0,1 % do 2 % hmoty nabobtnalých škrobových částic o velikosti od 30 pm do 120 pmaod0,l%do2% hmoty pojícího prostředku.
9. 9. Cementová malta podle nároku 8 nebo 9, vyznačující se tím, že obsahuje od 0,5 % do 1 % hmoty škrobových částic.