DK161697B - Letvaegtsbetontagsten, fremgangsmaade til fremstilling heraf samt cement/tilslag/vandblanding til anvendelse ved denne fremgangsmaade - Google Patents

Description

DK 161697 B

Den foreliggende opfindelse angår fremstilling af betontagsten ved hjælp af den kendte rulle- og strygefremgangsmåde og angår specielt en fremgangsmåde hvorved der kan fremstilles letvægtsbetontagsten af en type, 5 som fx er anvendelig som erstatning for træspåner af forskelligt format, asfalt shingles, asbestcement tagbelægning, skifer og så videre.

Det er kendt at fremstille betontagsten ved hjælp af den såkaldte rulle- og strygefremgangsmåde, hvor form-10 materialet, som sædvanligvis er en blanding af cement, sand og vand komprimeres på bevægelige paller først ved hjælp af en rulle og derefter ved hjælp af en strygeblok.

Der frembringes herved en bane af tagstensmateriale, som sædvandligvis betegnes som ekstrudatet, som derefter skæ-15 res ud i stykker med den ønskede længde og hærdes fx ved forhøjede temperaturer under forhold med høj fugtighed til frembringelse af de færdige tagsten. En beskrivelse af den konventielle apparat, som gennem en årrække er anvendt ved kommercielt fremstilling af betontagsten ved 20 hjælp af rulle- og strygefremgangsmåden er fx inkl. i den internationale PCT-publikation nr. WO 85/00135.

Tagsten af i det væsentlige plan eller af krumme konstruktioner fremstilles rutinemæssigt ved hjælp af en rulle- og strygemetoden og har typisk en vægtfylde 25 mellem 2,1 og 2,2 g/cm . Indbyrdes sammenlåste tagsten har sædvanligvis i England en længde på 413 mm, en bredde på 330 mm og en tykkelse på 11,5 til 12,5 mm og i USA en længde omkring 422 mm en bredde på 333 mm og en tykkelse på 11,5 til 12,5 mm, i det vægten befinder sig i området 30 fra 4,2 til 5,0 kg pr. tagsten, idet forstærkningsribber, fremspring og vejrtætninger, som er placeret på undersiden af de sammenlåste betontagsten forøger totalvægten.

Betontagsten af den beskrevne type frembyder faktisk et tilfredsstillende og i høj grad holdbart tagdæk-35 ningsmateriale og de anvendes i stort omfang til tagbelægning af nye huse og andre bygninger. Ved tagfornyelser er det imidlertid ofte et problem, at tagmaterialet, som skal udskiftes har lettere vægt i det fx kan bestå

DK 161697B

2 af træspåner af forskellig størrelse, asfaltshingles, asbestcementplader, skifer og så videre og den pågældende bygning kan være ude af stand til at bære den yderligere vægt, som følger af en tagudskiftning med konventionelle 5 betontagsten. I et sådant tilfælde ville det fx med en træskeletbygning være nødvendigt at forstærke den eksisterende tagkonstruktion for at sikre at den kan bære den yderligere vægt. Dette er bekosteligt og i praksis medfører det ofte at man beslutter sig for ikke at an-10 vende betontagsten ved tagfornyelsen.

Der er således behov for en betontagsten, som har mindre vægt end konventionelle betontagsten af den beskrevne type, men som har tilstrækkelig styrke og holdbarhed, hvorved den bliver egnet som en erstatning for 15 træspåner asfaltshingles, asbestcementplader, skifer og så videre.

Det er velkendt af vægten af beton kan reduceres ved anvendelsen af letvægtstilslagsmaterialér som en · hel eller delvis erstatning for sand. Der har til dette 20 formål været forslået talrige letvægtstilslagsmaterialer omfattende naturligt forekommende materialer såsom en sten og slagger og materialer fremstillet ved forskellige produktioner såsom sintret, pulveriseret flyveaske (fx det materiale der forhandles som Lytag fra Pozzolanic-25 Lytag Limited, Hemel Hempstead, Hertfordshire, England) og ekspanderede materialer såsom ekspanderet ler, skiferier, skifer, vermikulit og perlit. Generelt resulterer anvendelse af sådanne letvægtstilslagsmaterialer med henblik på at opnå en beton med mindre vægt imidlertid 30 i en reduktion af bøjningsstyrken og følgelig må man for at opnå tagsten med tilstrækkelig bøjningsstyrke forøge tykkelsen af tagstenene, der fremstilles af en sådan letvægtsbeton, sammenlignet med tykkelsen ved konventionelle betontagsten i en sådan grad, at der 35 ikke opnås nogen nævneværdig vægtfordel.

Det er formålet med den foreliggende opfindelse at tilvejebringe en fremgangsmåde til fremstilling af betontagsten, som er væsentligt lettere i vægt end konven- 3

DK 1616 9 7 B

tionelle betontagsten, men som har en med disse sam-lignelig bøjningsstyrke.

Et andet problem, som har vist sig ved forsøg på at fremstille betontagsten ved rulle- og strygefremgangs-5 måden under anvendelse af letvægtstilslagsmaterialer som erstatning for sand,er forårsaget af den efterfølgende ændring i reologiske egenskaber ved blandingen.

For at fremstille tilfredsstillende betontagsten ved rulle- og strygemetoden er det vigtigt at blandingen 10 flyder jævnt under ekstruderingen, det vil sige under kompressionen først mellem pallerne og rullen og derefter under den yderligere kompression mellem pallerne og strygeblokken, idet der ellers sandsynligvis vil være vanskeligheder med ujævn komprimering, en ru og 15 åben overflade på den udad vendende side af tagstenen og ujævne konturer på låseorganer, fremspring og tætninger på undersiden af tagstenene. Blandingen må også have en tilstrækkelig grad af sammenhængskraft, således at der ikke dannes revner i ekstrudatet fx under 20 opskæringen i stykker med den ønskede længde til brug som tagsten. Selv om det vil være muligt at forøge sammenhængskraften i ekstrudatet ved at forøge vandmængden i blandingen kan dette også resultere i en større tendens hos blandingen til at klæbe til udstyret, som den 25 kommer i kontakt med under fremstillingsprocessen, fx rotorbladene og siderne i blandeapparatet, transportbånd, rullen, strygeklodsen og så videre. Anvendelsen af en vådere blanding kan også resultere i sammensynkning af de ekstruderede tagsten, fx under skæringen 30 og når de skal overføres til hærdekammeret. Mens konventionelle cement/sand/vandblandinger har tilfredsstillende egenskaber ved anvendelse i rulle- og strygemetoden har det vist sig,at erstattes sandet med letvægtstilslagsmaterialer modificeres reologien af blan-35 dingen og den korrekte balance af egenskaber, som er nødvendige for produktionen af tilfredsstillende ekstruderede betontagsten, kan ikke længere opnås. Dette har ført til forslag om kun at erstatte en del af sandet 4

DK 161697 B

i den konventionelle blanding ved letvægtstilslagsmaterialer, hvorved der opnås en blanding med en balance i de reologiske egenskaber, som kommer tættere på den konventionelle cement/sand/vandblanding, men dette fører 5 til en reduktion i vægtfordelen.

Det har været foreslået at indføre fine silicapar-tikler i cement/tilslagsmateriale/vandblandinger ved fremstilling af betonprodukter inklusive letvægtsbetonprodukter, se fx beskrivelsen USA-patent nr. 3 232 777 10 (Bush), USA-patent nr. 3 880 664 (Schulze), USA-patent nr. 4 087 285 (Kurz) og international PCT-publikation no. WO 80/00959. Tilstedeværelsen af fine silicapartik-ler i sådanne blandinger modificerer de reologiske egenskaber ved at forøge flydeevnen. I USA-patentskrift 15 nr. 3 880 664 (Schulze) refereres der således til, at tilsætning af små mængder silicastøv er særdeles fordelagtigt ved visse former for extrudering (spalte 4, linie 16-18), og til, at silicastøv tilfører generelle og overlegne ekstru-deringsegenskaber (spalte 4, linie 22), idet det anvendte 20 silicastøv er af en stærkt tixotropisk type og blandingen er meget flydende og smidig (spalte 4, linie 37-38).

Der er også i USA patentskrift nr.

3 880 664 (Schulze) anvist en stærkt forøget vandmængde i forbindelse med silicastøvetnår dette især anvendes 25 ved letvægtsprodukter (spalte 5 linie 7-10). Den internationale PCT-publikation nr. WO 80/00959 beskriver også anvendelsen af frit flydende blandinger (se fx side 9 linie 23, side 24 linie 20-25, side 27 linie 12-21) hvor det kan ses ud fra konsistensprøverne be-30 skrevet på side 64 linie 28 til side 65 linie 3, hvor blandinger har en stærk tendens til at synke efter formningen.

De fritflydende blandinger beskrevet i de ovenfor-nævnte publikationer er uegnedetil anvendelse i rulle-35 og strygemetoden ved fremstilling af betontagsten,ved hvilken det er nødvendigt at blandingen ikke flyder og har en ringe tendens til at synke efter formningen.

DK 161697 B

5 I modsætning til de blandinger, som er prøvet for konsistens i den internationale PCT-publikation nr. WO 80/00959, skal blandinger der er egnet til rulle- og strygemetoden til fremstilling af betontagsten have diametermålinger 5 på ikke mere end 10,5 cm, når de evalueres i henhold til britisk standard nr. 4551 ved måling af spredningen af en kegle af blandingen formet ved at indføre blandingen i en 5,08 + 0,05 cm høj messingform med en indvendig bunddiameter på 10,16 + 0,05 cm og en øvre in- 10 dre diameter på 6,99 + 0,05 cm på et flydebord med messingoverflade, idet formen fjernes og flydebordet udsættes for 25 fald (det vil sige slag). Blandingen må også udvise en god sammenhæng, hvorved den,når den udsættes for konsistensafprøvningen,ikke må udvikle med 15 det blotte øje synlige revner i det formede materiale.

Forud for den foreliggende opfindelse var det forventet, at tilføjelsen af silicastøv i blandinger til brug i rulle- og strygemetoden til fremstilling af letvægts betontagsten ville resultere i en uønsket forøgelse 20 af flydeevnen og en tendens for ekstrudatet til at synke efter formningen således at det ikke ville være muligt at kompensere herfor fx ved at reducere vandmængden i blandingen uden at forringe sammenhængsevnen i blandingen .

25 Det er tillige formålet med den foreliggende op findelse at tilvejebringe en cement/letvægtstilslags-materiale/vandblanding, som indeholder silacastøv, og som har fordelagtige egenskaber i forbindelse med rulle-og strygemetoden ved fremstilling af letvægtsbetontag- · 30 sten med god bøjningsstyrke.

Den foreliggende opfindelse er baseret på den overraskende iagttagelse, at der i cement/letvægtstilslags-materiale/vandblandingen kan indføres ikke-tixotropisk silicastøv til frembringelse af blandinger med fordel-35 agtige egenskaber ved fremstilling af betontagsten ved rulle- og strygemetoden og at der derved kan fremstilles særdeles tilfredsstillende letvægtsbetontagsten med god bøjningsstyrke.

6

DK 161697 B

I henhold til et aspekt ifølge opfindelsen tilvejebringes der en fremgangsmåde til fremstilling af betontagsten, ved hvilken en blanding af cement/tilslagsma-terialer/vand formes ved rulle- og strygemetoden, idet det 5 derved frembragte ekstrudat deles i stykker, som hærdes, idet tilslagsmaterialerne i blandingen omfatter letvægtstilslagsmaterialer, og blandingen yderligere indeholder ikke-tixotropisk silacastøv i et vægtforhold mellem silacastøv (beregnet som tør vægt) i forhold til cemen-10 ten inden for et område fra 2:98 til 25:75 og en disper ingsmiddel for silicastøvet, hvor vægtforholdet mellem vand og cementitiske materialer i blandingen, er inden for området fra 0,45:1 til ca. 1:1, hvorved blandingen formes ekstrudatet opdeles og stykkerne hær-15 des i form af letvægtsbetontagsten.

I henhold til et andet aspekt ifølge opfindelsen tilvejebringes en letvægtsbetontagsten, som er fremstillet ved rulle- og strygemetoden og som indeholder reaktionsprodukter af et ikke-tixotropisk silacastøv med 20 kalk, idet tagstenen har en vægtfylde på fra ca. 1,2 til 3 ca. 1,6 g/cm , og reaktionsprodukterne bidrager til tagstenens bøjningsstrækstyrke.

I henhold til endnu et aspekt ifølge opfindelsen tilvejebringes der en cement/tilslagsmateriale/vand-25 blanding til anvendelse ved fremstillingen af betontagsten ved rulle- og strygemetoden, idet tilslagsmaterialer i blandingen omfatter letvægtstilslagsmaterialer, hvor blandingen yderligere indeholder en ikke-tixotropisk silicastøv i et vægtforhold mellem silacastøv 30 (beregnet som tørt vægt) og cement i området fra ca.

2:98 til ca. 25:75 samt et dispergeringsmiddel for silacastøv ved, og et vægtforhold mellem vand og cemen-titiske materialer inden for området fra ca. 0,45:1 til ca. 1:1, hvorved blandingen er formbar ved rulle-35 og strygemetoden til frembringelse af et ekstrudat til opdeling og hærdning i form af letvægtsbetontagsten. Silicastøv er kendte materialer, som kan være tixotro-

DK 161697 B

7 piske eller ikke-tixotropiske afhængig af den fremgangsmåde, som er anvendt ved deres fremstilling.

Tixotropisk silicastøv omfatter generelt sfæriske silicapartikler, der er sammensmeltet til dannelse af 5 forgrenede kæder. Når disse blandes med vand vil ilt atomerne i silicapartikler indgå i en brintbinding med brintatomerne i vandmolekylerne. På denne måde bliver vandmolekylerne bundet til de forgrenede silicakæder således at blandingen bliver højviskos og tixotropisk.

10 Et eksempel på et tixotropisk silicastøv er produktet "Cab-O-Sil" der henvises til USA patentskrift nr. 3 880 664 (Schulze), og dette produkt bliver fremstillet i en process, der foregår i en dampfase, og som indvol-vere hydrolyse af silicatetraklorid ved ca. 1100°C.

15 "Cab-O-Sil" er stærkt tixotropisk, hvor blandinger med vand i vægtprocenterne 10, 22 og 33 henholdsvis giver en gel, et klæbrigt pulver og et frit flydende pulver.

Udtrykket ikke-tixotropisk silicastøv anvendes i denne forbindelse til at definere silicastøv som i 20 form af en 50 vægt% blanding med vand giver en frit strømmende væskeslam. I ikke-tixotropisk silicastøv er der ingen væsentlig sammensmeltning af silacapar-tiklerne til dannelse af forgrenede kæder,og når det blandes med vand giver ikke-tixotropisk silicastøv ikke 25 anledning til nogen væsentlige tixotropi i "den frembragte blanding. Når de indføjes i cementblandinger til fremstilling af betonprodukter udfører tixotropisk silicastøv og ikke-tixotropisk silicastøv meget forskellige funktioner.

30 En kendt måde til fremstilling af ikke-tixotropisk silicastøv er som et biprodukt i de til fremstilling af silicametaller og ferrosilacalegeringer anvendte elektriske lysbueovne. Ved de høje temperaturer som opnås ved dannelsen af silicametal og ferrosilacalege-35 ringer dannes en silacastøv monooxidgas ved reduktion af kvartz og den reoxideres til silica ved de lavere temperaturer over chargen. Den derved frembragte silica kondenseres som støv og kan udvindes ved filtrering.

8

DK 161697 B

Det ikke-tixotropiske silicastøv der udvindes består af ekstremt fine i det væsentlige sfæriske partikler af amorf silica/ idet gennemsnitspartikelstørrelsen typisk er i område fra 0,05 til ca. 0,15 mikrometer, det 5 vil sige ca. 0,1 mikrometer og overfladearealet er typisk i området fra ca. 15 til 25 m /g, det vil sige o ca. 20 m /g..Den eksakte kemiske sammensætning åf den ikke-tixotropiske silacastøv kan variere noget afhængig af den præcise fremgangsmåde ved produktionen 10 og der findes eksempelvis 3 typer ikke-tixotropisk silicastøv i handelen som Elkem Silica 100, Elkem Silica 90 og Elkem Silica 75 fra Elkem Chemicals of Pittsburg, Pennsylvania, USA. Generelt har enhver af disse tre typer af ikke-tixotropisk silicastøv, der alle har et 15 højt silicaindhold i området fra 85 til 98 vægt%, vist sig egnet i forbindelse med den foreliggende opfindelse.

For at tilberede cement/letvægtsbeton/vandblandin-ger ifølge opfindelsen med fordelagtige egenskaber ved fremstillingen af betontagsten ved rulle- og strygeme-20 toden er det ønskeligt at inkorporere det ikke-tixotropiske silacastøv i blandingen under tilblanding med et effektivt tilskud af en dispergeringsmiddel. Egnede dispergeringsmidler omfatter lignosulfonater, naftalin-sulfonat superplastifiseringsmidler og melamin-formalde-25 hyd superplastifiseringsmidler, idet eksempler på sådanne dispergeringsmidler er Cormix Pi lignosulfonat dispergeringsmiddel, der forhandles af Cormix Limited, Warrington, Cheshire, England, Cormix SPl naftalinsulfonat superplastifiseringsmiddel, der også forhandles af Cor-30 mix Limited samt Melment L10, der er et melamin-formalde-hyd superplastifiseringsmiddel, der forhandles af Hoechst UK Limited, Hounslow, Middlesex, England. Når der eksempelvis anvendes en lignosulfonat dispergeringsmiddel vil mængden af dispergeringsmiddel hensigtsmæssigt være 35 i området fra ca. 2,0 til ca. 5,0% baseret på tørt vægt af det ikke tixotropiske silicastøv. Hvor der anvendes et superplastifiseringsmiddel er mængden beregnet på tør vægtbasis af naftalinsulfonatet eller andre super-

DK 161697 B

9 plastifiseringsmidler fortrinsvis i området fra ca.

2,0 til ca. 5,0% baseret på vægten af cementitiske materialer i blandingen. Dispergeringsmidlet og det ikke-tixotropiske silicastøv blandes hensigtsmæssigt i form 5 af et vandigt slam fx indeholdende silicastøvet og vandet i et vægtforhold på 1:1. Blandinger af silicastøv og dispergeringsmiddel betegnes sommetider som plastifi-seret silacastøv og et sådant produkt, der er egnet til brug i den foreliggende opfindelse er tilgængeligt 10 som Emsac F110 fra Elkem Chemicals.

Mængden af ikke-tixotropisk silacastøv som inkorporeres i cement/letvægtstilslagsmateriale/vandblandingen skal være effektiv til forbedring af bøjningsstyrken af de fremstillede tagsten. Det har vist sig at ved 15 anvendelse af vægtforhold mellem ikke-tixotropisk silicastøv (beregnet som tør vægt) og cement på 2:98 til 25:75 fortrinsvis mellem ca. 6:94 til 12:88 og især mellem 8:92 til 12:88 frembringer en meget væsentlig forbedring i bøjningstrækstyrken af de frembragte tag-20 sten. Endvidere har det vist sig muligt at tilvejebringe sådanne blandinger med sådanne mængder af ikke-tixotro-piske silicastøv som har fordelagtige egenskaber ved rulle- og strygemetoden, hvilket er meget overraskende i betragtning af den kritiske balance mellem de egen-25 skaber der er nødvendige her,når cement/letvægtstilslags-materialer/vandblandinger skal ekstruderes ved rulle-og strygemetoden.

Som angivet ovenfor omfatter letvægtstilslagsmaterialerne naturligt forekommende materialer såsom pimpsten 30 og slagger og materialer fremstillet ved fabrikationsprocesser som sintret, pulveriseret aske og ekspanderet ler, skiferier, skifer, vermikulit og perlit. Ved valget af letvægtstilslagsmaterialet er det vigtigt af det pågældende materiale i kombination med de andre ingredi-35 enser skal give en blanding med de bedst mulige egenskaber ved rulle- og strygemetoden. Det har vist sig at tilslagsmaterialer af ekspanderet ler er særlig egnet til dette formål. Mens en enkelt udskiftning af sand

DK 161697B

ίο i en konventionel cement/sand/vandblanding med det samme volumen af tilslagsmaterialer af ekspanderet ler giver en blanding med meget dårlige reologiske egenskaber helt uegnet til ekstrudering til fremstilling af til-5 fredsstillende tagsten,har det overraskende vist sig at brugen af ekspanderet ler som letvægtstilslagsmateriale i blandinger ifølge opfindelsen som indeholder plastifiserefe ikke-tixotropisk silicastøv giver blandinger med meget fordelagtige reologiske egenskaber.Anven-10 delse af sådanne blandinger har vist sig muligt ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen ved at-fremstille velkomprimerede tagsten med en tilfredsstillende glat overflade og med klart definerede sammenlåsninger, fremspring og tætninger. Fordele, som er blevet observeret under brugen 15 af ekspanderet ler som letvægtstilslagsmateriale i blandinger ifølge opfindelsen omfatter således undgåelse af enhver væsentlig tendens hos de ekstruderede tagsten til at synke fx under skæringen,eller når de overføres til hærdekammeret, reduktion af de. almindelige problemer 20 med slitage på strygeklodsen som følge af kontakt med blandingen og med resulterende forringelse i overfladens udseende på tagstenen, hvor brugen af blandingerne ifølge opfindelsen har en gunstig virkning i form af en polering af overfladen på strygeklodsen,hvilket re-25 suiterer i en forbedring af overfladens udseende på tagstenene; og muligheden for at ekstrudere ved mindre tryk som følge af de gunstige reologiske egenskaber ved blandinger ifølge opfindelsen,hvilket reducerer slitagen på ekstruderen.

30 Det ekspanderede ler, som fortrinsvis anvendes ifølge opfindelsen er et materiale med sandstruktur, det vil sige det har en partikelstørrelse på mindre end 4,75 mm, og fortrinsvis er kornstørrelsesfordelingen tilnærmelsesvis den samme som for det sand,som an-35 vendes i konventionelle blandinger til produktion af betontagsten ved ekstrudering. Ekspanderede lertilslag, som møder disse fordringer, kan fremstilles ved en ekstruderings- og afskæringsfremgangsmåde. Fint materia-

DK 161697 B

n le med en partikelstørrelse på mindre end 3,35 mm er særlig foretrukket og et sådant materiale med en passende partikelstørrelsesfordeling forhandles som Rid-gelite nr. 3 Fine Sand fra Lightweight Processing Co., 5 Glendale, California, USA.

Andre letvægtstilslagsmaterialer kan anvendes i stedet for ekspanderet ler afhængig af om det er til rådighed i passende graderinger. Et sådant materiale er ekspanderet skiferier. Eksempler på andre materia-10 ler af denne art er sintret, pulveriseret brændselsaske og pimpsten. Igen foretrækkes sandgradueringer af disse materialer med en partikelstørrelse på mindre end ca.

4,74 mm og fortrinsvis kornstørrelsesfordelinger der svarer til fordelingen i sandet i konventionelle blan-15 dinger.

Vægtforholdet af letvægtstilslagsmaterialerne til de cementitiske materialer (inkl. cementen og silica-støvet) er fortrinsvis i området fra ca. 1:1 til ca.

3:1, især mellem 1,5:1 til ca. 2,5:1. Generelt vil vægt-20 forholdet mellem tilslagsmaterialer og cementitiske materialer være lavere desto lettere tilslagsmaterialet er. Hvor der fx anvendes ekspanderet ler som letvægtstilslagsmateriale vil vægtforholdet mellem ekspanderet ler og cementitiske materialer fortrinsvis være 25 ca. 2:1.

Cementen, der anvendes i blandingen ifølge opfindelsen er hensigtmæssigt almindelig Portland cement, som blandes med letvægtstilslagsmaterialet, det ikke tixotropiske silacastøv og dispergeringsmidlet til det-30 te (fortrinsvis i form af et plastifiseret, ikke tixo-tropisk silicastøvslam) og vand til dannelse af blandingen. Mængden af vand, som kræves for at opnå en blanding med passende konsistens, vil generelt være større, end den,som kræves i konventionelle blandinger, som 35 indeholder sand som tilslagsmateriale, på grund af den porøse karakter af de fleste letvægtstilslagsmaterialer, men behøver ikke at blive forøget i større omfang. Mængden af vand i blandingen er således for-

DK 161697 B

12 trinsvis fra ca. 12 til ca. 24 vægt%, fx ca. 16 til ca. 19%. Vægtforholdene mellem vand og cementitiske materialer er generelt i området fra 0,45:1 til ca.

1:1, fortrinsvis fra ca. 0,6:1 til ca. 0,8:1. Det vil 5 forstås,at mængden af vand såvel som mængderne af ikke- tixotropiske silicastøv og dispergeringsmiddel vælges således,at der frembringes en blanding med den ønskede konsistens til brug i rulle- og strygemetoden, idet sådanne blandinger ikke kan hældes og har en ringe 10 tendens til at synke efter formningen. Blandingerne, der bruges ifølge fremgangsmåden ifølge opfindelsen skal således formuleres så de giver et diametermål på ikke mindre end 10,5 cm når de evalueres ved konsistensanalysen ifølge BS 4551 som beskrevet ovenfor og skal 15 herunder have en god sammenhæng når de udsættes for konsistensanalysen,idet der ikke må være synlige revner i det formede materiale.

I blandingen kan der indføjes pigmenter for at give tagstenene den ønskede farve. Blandingen ekstru-20 deres, skæres og hærdes i henhold til den kendte rulle-og strygemetode, idet hærdningen hensigtsmæssigt udføres ved temperaturer på fra 35-65°C fortrinsvis omkring 50°C i det mindste 8 timer,fortrinsvis fra 12 til 24 timer under forhold med høj fugtighed.

25 Det formodes, at der under hærdningen finder en yderligere kemisk reaktion sted mellem silicastøvet og kalken som følge af hydreringen af cementen og at de derved dannede calciumsilicahydrater bidrager til styrken af de fremstillede tagsten, o π J Det.har ved anvendelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen været muligt at fremstille betontagsten 3 med vægtfylder fra ca. 1,2 til 1,6 g/cm , fx ca.

3 1,3 til ca. 1,5 g/cm‘ og med en vægt pr., tagsten ned til ca. 55% af vægten af konventionelle betontag-35 sten men med en sammenlignelig bøjningsstrækstyrke.

På grund af forbedringen i bøjningsstrækstyrken som følge

DK 161697 B

13 af tilstedeværelsen af reaktionsprodukterne af plasti-fiserede, ikke-tixotropisk silicastøv og kalk opnås den ønskede bøjningsstrækstyrke med reduceret tykkelse sammenlignet med den sædvanlige tykkelse for konven-5 tionelle tagsten, og reduktionen i tykkelse såvel som f letvægtstilslagsmaterialet bidrager i alt til op mod 45% reduktion af vægten af tagstenen. Tagstenen ifølge den foreliggende opfindelse har en minimumstykkelse (bortset fra sammenlåsninger, som generelt er tyndere 10 end den egentlige af tagstenen) fra ca. 9 til ca. 12 mm især ca. 10 til 11 mm. Bøjningstrækstyrken (det vil sige den gennemsnitlige brudbelastning) af tagstenene ifølge opfindelsen er målt i newton (N) i overensstemmelse med britisk standard nr. 473550 fortrinsvis som 15 følger: a) Plane sammenlåsende (det vil sige med enkelt overlapning) tagsten ikke mindre end 3,2 gange og fortrinsvis ikke mindre end 4 gange den effektive bredde af 20 tagstenene i milimeter, b) for bølgede sammenlåste (det vil sige med enkelt overlapning) tagsten ikke mindre end 3,2 gange og fortrinsvis ikke mindre end ca. 5 gange den effektive bredde af tagstenene i milimeter, 25 c) for plane tagsten i det mindste ca. 490 N og fortrinsvis i det mindste ca. 600 N og d) for tagsten med dobbelt overlapning ikke mindre end ca. 2,1 gange den effektive bredde af tagstenene.

Fx med sammenlåste tagsten (det vil sige med enkelt overlap) med de sædvanlige dimensioner for Amerikas Forende Stater på ca. 422 mm længde X 333 mm bredde X 11,5 til 12,5 mm tykkelse vil bøjningsstrækstyrken for plane tagsten fortrinsvis i det mindste være 1200 N og forkrummede tagsten i det mindste 1600 N.

J »J

De følgende eksempler illustrere opfindelsen:

DK 161697 B

14

Eksempel 1 909 kg fugtigt Ridgelite nr. 3 fint sand (vandindhold ca. 18 vægt%), 335 kg Portland cement, 82,7 kg Em-5 sac F110 og 13 kg syntetisk, rødt oxydpigment blandes i en blander med roterende kar med tilstrækkelig vand til at frembringe en ekstruderbar blanding indeholdende ca. 18 vægt% vand. Blandingen blev anvendt til ekstru- j dering af betontagsten på metalpaller ved den kendte rul-10 le- og strygemetode, i det indstillingen på ekstruderen (det vil sige kassen) justeres til at give en tagstenstykkelse på ca. 10,5 mm. Ved ekstruderingen fandt man, at der kunne formes en god kvalitet af sammenlåste, krummede tagsten med en tilfredsstillende glat overflade med 15 velformede og afgrænsede sammenlåsninger og godt udfyldt og udformede fremspring og regntætninger på tagstenens bundflade. Af blandingen blev der fremstillet ca. 420 tagsten med dimensionerne 422 mm X 333 mm X ca. 10,5 mm.

Disse tagsten blev transporteret til hærdekabiner, hvor 20 de blev hærdet ved 50°C og 95-100% relativ fugtighed i en periode på 10 timer. Efter hærdningen blev tagstenene fjernet fra metalpallerne og fik lov til at stå opstablet i det fri gennem en periode på 7 dage. Prøveeksem-plare af tagstenene blev udvalgt vilkårligt, vejet og 25 afprøvet for bøjningstrækstyrke ved fremgangsmåden spe-cifiseret ifølge britisk standard nr. 473550.

Gennemsnitlig vægt pr. tagsten 2,72 kg

Gennemsnitlig bøjningsstrækstyrke 2070 N

30 Eksempel 2 (Til sammenligning) 1227 kg fugtigt silicasand (vandindhold ca. 3 vægt%), 373 kg Portland cement og 13 kg af et syntetisk rødt oxydpigment blev blandet i en blander med roterende kar med 35 tilstrækkelig vand til tilvejebringelse af en ekstruderbar blanding indeholdende ca. 9 vægt% vand. Blandingen blev anvendt til ekstrudering af tagsten på metalpaller som ifølge eksempel 1, i det indstillingen på ekstruderen

DK 161697 B

15 (det vil sige kassen) blev justeret til at give en tagstenstykkelse på ca. 12 mm. Ved ekstruderingen fandt man, at der blev fremstillet en god kvalitet af en bølget sammenlåsende tagsten med en tilfredsstillende glat over-5 flade, og velformede og veldefinerede sammenlåsninger og godtudfyldte fremspring og vejrtætninger på bundfladen af tagstenene. Der blev fremstillet ca. 360 tagsten af dimensionen 422 mm X 333 mm X ca. 12 mm og med samme bølgede form scm tagstenen ifølge eksempel 1 ud fra denne bian- · 10 ding. Disse tagsten blev transporteret til hærdekamre, hvor de blev hærdet ved 50°C og 95-100% relativ fugtighed gennem en periode på 10 timer. Efter hærdningen blev stenene udtaget fra metalpallerne og fik lov at henstå opstablet i det fri gennem en periode på 7 dage. Prøve-Ί5 eksemplarer blev udvalgt vilkårligt, vejet og afprøvet for bøjningstrækstyrke i henhold til fremgangsmåden specificeret i britisk standard nr. 473550. De opnåede resultater var som følger:

Gennemsnitlig vægt pr. tagsten 4,60 kg

20 Gennemsnitlig bøjningstrækstyrke 2100 N

Eksempel 3 (Til sammenligning) 909 kg af fugtigt Ridgelite nr. 3 Pine Sand (vand-25 indhold ca. 18%), 373 kg Portland cement og 13 kg syntetisk rødt oxydpigment blev blandet i en blander med roterende kar med tilstrækkelig vand til at tilvejebringe en ekstruderbar blanding indeholdende ca. 18 vægt% vand. Blandingen blev anvendt til ekstrudering af beton-30 tagsten på metalpaller ifølge eksempel 1, idet indstillingen på ekstruderen (det vil sige kassen) blev justeret til en tagstenstykkelse på ca. 10,5 mm. Ved ekstruderingen fandt man,at tagstenene ikke kunne formes tilfredsstillende,og at de havde en rå og "åben" over-35 flådestruktur, kraftigt afskårne og brudte sammenlåsninger og ufuldstændige udfyldninger af fremspring og regntætninger på bundfladen af tagstenen. Forsøg på at gentage formningen men med forskellige niveauer af vandtilsætning

DK 161697 B

16 var ikke heldige,og der blev ikke fremstillet tagsten med tilstrækkelig tilfredsstillende kvalitet til styrke-afprøvninger.

En sammenligning af eksempel 1 ifølge den forelig-5 gende opfindelse og eksempel 2 ifølge konventionel praksis viseret det er muligt ved hjælp af den foreliggende opfindelse at fremstille betontagsten som har i det væsentlige samme bøjningsstyrke som tagsten produceret ved en konventionel fremgangsmådefmen med en reduceret tyk-10 kelse og vægt,som kun er ca. 60% af vægten af tagstenene produceret ved denkonventionelle fremgangsmåde.

En sammenligning af eksempel 1 ifølge den foreliggende opfindelse og eksempel 3,ifølge hvilken det sammen letvægtstilslagsmateriale blev anvendt uden tilstedeværelse 15 af silicastøv,viser fordelen,som opnås ved anvendelse af en cementitisk blanding indeholdende silicastøv og cement i et vægtforhold på ca. 1:9,sammenlignet med anvendelsen af cement alene som cementitisk materiale.

20 Eksempel 4 636 kg fugtigt Baypor sand (et ekspanderet skiferier med et vandindhold på ca. 11 vægt% forhandlet af Port Costa Materials Inc., Port Costa, Califonien, USA), 273 25 kg Portland cement, 67 kg Emsac F110 og 10 kg af et syntetisk rødt oxydpigment blev blandet i en blander med roterende kar med tilstrækkelig vand til at frembringe en ekstruderbar blanding indeholdende ca. 15 vægt% vand. Blandingen blev anvendt til ekstrudering af betontagsten 30 på metalpaller ved den velkendte rulle- og strygemetode, i det indstillingen af ekstruderen (det vil sige kassen) blev justeret til at give en tagstenstykkelse på ca. 10,5 mm. Ved ekstruderingen fandt man at der blev formet sammenlåsende krumme tagsten af god kvalitet med en tilfreds-35 stillende glat overflade, velformede og definerede sammenlåsninger og godt udfyldt og udformede fremspring og regntætninger på bundfladen af tagstenene. Ca. 285 tagsten med dimensionerne 422 mm X 333 mm X ca. 11 mm blev frem-

DK 161697 B

17 stillet ud fra denne blanding. Disse tagsten blev transporteret til hærdekamre, hvor de blev hærdet ved 50°C og 95-100% relativ fugtighed gennem en periode på 12 timer. Efter hærdningen blev tagstenene fjernet fra metal-5 pallerne og fik lov at henstå i stabler i det fri gennem en periode på 7 døgn. Prøver på tagstenene blev udvalgt vilkårligt vejet og afprøvet for bøjningstrækstyrke ved hjælp af metoden specificeret i britisk standard nr.

473550.

10 Gennemsnitlig vægt pr. tagsten 3,44 kg

Gennemsnitlig bøjningstrækstyrke 2192 N

Eksempel 5 15 510 kg fugtigt Bayporsand (med et vandindhold på ca.

7 vægt%), 227 kg Portland-cement, 25 kg Korrocem (et tørt ikke-tixotropisk silicastøv, der forhandles af Scancem,

Slemmestad, Norge, og indeholder et superplastifiserings-middel på naftalensulfonatbasis) samt 10 kg af et synte- 20 tisk rødt oxydpigment blandes i en blander med roterende blandekar med tilstrækkelig vand til at frembringe i en ekstruderbar blanding indeholdende ca. 16 vægt% vand.

Blandingen blev anvendt til ekstrudering af betontagsten på metalpaller ved rulle- og strygemetoden, idet indstil-25 lingen af ekstruderen (det vil sige kassen) blev justeret til at give en tagstenstykkelse på ca. 11 mm. Ved ekstruderingen fandt man at der blev fremstillet en god kvalitet bølgede, sammenlåste tagsten med en tilfredsstillende jævn overflade, veldefinerede sammenlåsninger og 30 helt udfyldte og komplette ribber og vandtætninger på tagstenens underflade. Ud fra blandingen blev der fremstillet ca. 250 tagsten af dimensionen 422 mm X 333 mm X ca. 11 mm. Disse tagsten blev transporteret til hærdekamre, hvor de blev hærdet ved 44°C og 95-100% relativ 35 fugtighed gennem et tidsrum pa 8 timer. Efter hærdningen blev tagstenene fjernet fra metalpallerne og fik lov at stå i stabler i det fri gennem et tidsrum på 7 dage. Tagstensprøver blev udvalgt tilfældigt, vejet og prøvet for 18

DK 16169 7 B

bøjningstrækstyrke ved fremgangsmåden specificeret i britisk standard nr. 473550.

Gennemsnitligvægt pr. tagsten 3,08 kg

Gennemsnitlig bøjningstrækstyrke 1630 N 5

Eksempel 6 360 kg fugtigt Lytag fine grade tilslagsmateriale (en sintret, pulveriseret brændselsaske med et vandindhold på ca. 5 vægt%, der forhandles af Pozzolanic-Lytag Limited, Hemel Hempstead, Hertfordshire, England), 172 kg Portland-cement, 35 kg Emsac F110 og 10 kg syntetisk rødt oxydpigment blev blandet i en blander med roterende beholder med tilstrækkelig vand til at give en ekstruderbar blanding ^ indeholdende ca. 14 vægt% vand. Blandingen blev anvendt til ekstrudering af betontagsten på metalpaller ved rulle-og strygemetoden, idet indstillingen af ekstruderen (det vil sige kassen) blev justeret til at give en tagstenstykkelse på ca. 11 mm. Ved ekstruderingen fandt man, at der kunne frembringes en god kvalitet bølgede, sammenlåste tagsten med en tilfredsstillende jævn overflade, velformede og veldefinerede sammenlåsninger og helt udformede og udfyldte, velformede ribber og vandtætninger på underfladen af tagstenene. Ud fra blandingen blev der fremstil- let ca. 260 tagsten af dimensionen 380 mm X 230 mm X ca.

25 11 mm. Tagstenene blev transporteret til hærdekamre, hvor de blev hærdet ved 42°C og 95-100% relativ fugtighed gennem en periode på 15 timer. Efter hærdningen blev tagstenene fjernet fra metalpallerne og fik lov til at stå i stabler i det fri gennem et tidsrum på 7 dage. Tagstensprøver blev udvalgt tilfældigt, vejet og prøvet for bøjningsstyrke ved fremgangsmåden specificeret ifølge britisk standard nr. 473550.

Gennemsnitsvægt pr. tagsten 2,24 kg

__ Gennemsnitlig bøjningstrækstyrke 1248 N

35

Claims (10)

1. Fremgangsmåde til fremstilling .af betontagsten i hvilke en blanding af cement/tilslagsmaterialer/vand formes ved ^ rulle- og strygemetoden, idet det formede ekstrudat opdeles i stykker og stykkerne hærdes, hvor tilslagsmaterialet i blandingen omfatter letvægtstilslagsmaterialer, kendetegnet ved,at blandingen yderligere indeholder et ikke-tixotropisk silacastøv i et vægtforhold ιυ mellem silicastøv (beregnet som tør vægt) og cement i området fra 2:98 til 25:75 samt et dispergerings-middel for silicastøvet, og hvor vægtforholdet mellem vand og cementitiske materialer i blandingen er i området fra 0,45:1 til 1:1, hvorved blandingen for-^ mes, ekstrudatet opdeles og stykkerne hærdes til dannelse af letvægtsbetontagsten.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1, kendetegnet ved,at silicastøvet er et biprodukt fra en elektrisk lysbueovn og en proces til fremstilling af silisiummetaller 2® og ferrosilisiumlegeringer.

3. Fremgangsmåde ifølge krav 1 eller 2, kendetegnet ved,at silicastøvet har en gennemsnitlig partikelstørrelse i området fra 0,05 til 0,15 mikrometer og et overfladeareal i området fra 15 til 25 25 m2 pr. g.

4. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved,at letvægtstilslagsmaterialet omfatter ekspanderet ler i en graduering som sand eller ekspanderet skiferier i en gradu-ering som sand med en partikelstørrelse på mindre end 4,74 mm, fortrinsvis mindre end 3,35 mm.

5. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved,at vægtforholdet af ikke-tixotropisk silicastøv (beregnet som tør vægt) ^ i forhold til cement er fra 8:9.2 til 12.88.

6. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved,at vægtforhol- DK 161697 B 20 det mellem vand og cementitiske materialer i blandingen er i området fra 0,6:1 til 0,8:1.

7. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af de foregående krav, kendetegnet ved, at dispergerings- 5 midlet er et på lignosulfonat baseret disperingsmiddel . idet blandingen indeholder en mængde af disperingsmiddel i området fra 2,0 til 5%' baseret på den tørre vægt af silicastøvet.

8. Fremgangsmåde ifølge et hvilket som helst af kravene 10. til 6, kendetegnet ved at dispergeringsmidlet er et naftalensulfonat superplastifiseringsmiddel, idet indholdet af naftalensulfonat superplastifiseringsmiddel forekommer i blandingen baseret på basis af tør vægt i mængder fra 0,2 til 5,0%, fortrinsvis 0,75 til 15 3,0% baseret på vægten af cementitiske materialer i blan dingen .

9. Letvægtsbetontagsten, fremstillet ved rulle- og strygemetoden ifølge krav 1, kendetegnet ved at indeholde reaktionsprodukterne af et ikke-tixotropisk silica- 20 støv med kalk, hvilken tagsten har en vægtfylde på fra 1,2 3 til 1,6, fortrinsvis 1,3 til 1,5 kg pr. cm , hvor reaktionsprodukterne bidrager til tagstenens bøjningsstyrke.

10. Cement/tilslagsmateriale/vandblanding til brug ved produktion af betontagsten ved rulle- og strygemetoden iføl- 25 ge krav 1, idet blandingen omfatter letvægtstilslagsmaterialer, kendetegnet ved, at blandingen yderlgiere indeholder et ikke-tixotropisk silicastøv i et vægtforhold mellem silicastøv (baseret på tør vægt) og cement inden for området 2:98 til 25:75 og et dispergeringsmiddel 30 for silicastøvet, samt at vægtforholdet mellem vand og cementitiske materialer er fra 0,45:1 til 1:1, idet blandingen er formbar ved rulle- og strygemetoden til tilvejebringelse af et ekstrudat til opdeling og hærdning til fremstilling af letvægtsbetontagsten.