PL244165B1

PL244165B1 - Cement mortar with low capillary rise

Info

Publication number: PL244165B1
Application number: PL439592A
Authority: PL
Inventors: Natalia Szemiot; Łukasz Sadowski
Original assignee: Politechnika Wroclawska
Priority date: 2021-11-22
Filing date: 2021-11-22
Publication date: 2023-12-11
Also published as: PL439592A1

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest zaprawa cementowa o niskim podciąganiu kapilarnym przeznaczona do wykonywania posadzek, mająca w swoim składzie cement portlandzki CEM 1 42,5R oraz suszony piasek, która charakteryzuje się tym, że składa się cementu portlandzkiego CEM 1 42,5R w ilości 0,5 cz. wag., wody w ilości 0,34 cz. wag., suszonego piasku w ilości 2,14 cz. wag. oraz szkła wodnego sodowego w ilości 0,005 cz. wag.The subject of the application is a cement mortar with low capillary rise intended for flooring, containing Portland cement CEM 1 42.5R and dried sand, which is characterized by the fact that it consists of Portland cement CEM 1 42.5R in an amount of 0.5 parts . by weight, water in the amount of 0.34 parts weight, dried sand in the amount of 2.14 parts weight and sodium water glass in the amount of 0.005 parts. weight

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest zaprawa cementowa o niskim podciąganiu kapilarnym przeznaczona do wykonywania posadzek.The subject of the invention is a cement mortar with low capillary rise intended for flooring.

Znana jest z polskiego zgłoszenia patentowego P.304210 zaprawa cementowa przewodząca prąd elektryczny, która składa się z: 10 do 40% wagowych cementu, 0,5 do 80% wagowych węglika krzemu, 0,5 do 20% wagowych grafitu, do 20% wagowych wypełniacza włóknistego nieprzewodzącego bądź przewodzącego, 0,1 do 10% wagowych wolnej krzemionki, 0,2 do 3% wagowych plastyfikatora, do 5% wagowych środka retencyjnego, do 15% wagowych barwnika, 0,5 do 80% wagowych wypełniacza mineralnego oraz wody w ilości niezbędnej do uzyskania zaczynu cementowego.An electrically conductive cement mortar is known from the Polish patent application P.304210, which consists of: 10 to 40% by weight of cement, 0.5 to 80% by weight of silicon carbide, 0.5 to 20% by weight of graphite, up to 20% by weight non-conductive or conductive fibrous filler, 0.1 to 10% by weight of free silica, 0.2 to 3% by weight of plasticizer, up to 5% by weight of retention agent, up to 15% by weight of dye, 0.5 to 80% by weight of mineral filler and water in the amount necessary to obtain cement slurry.

Z polskiego opisu patentowego nr PL 146757 znany jest sposób wytwarzania zaprawy, zwłaszcza do wykonywania podkładów podłogowych, w którym jako materiał wiążący stosuje się kompozycję spoiwa gipsowego w ilości 600 do 900 części wagowych i cementu portlandzkiego lub jego odmiany w ilości 100 do 400 części wagowych, jako wypełniacz stosuje się piasek w ilości 600 do 2000 części wagowych i ewentualnie pył lub mączkę mineralną korzystnie wapienną w ilości do 800 części wagowych, jako upłynniacz stosuje się żywicę melaminowo-formaldehydową w ilości 10 do 70 części wagowych i wodę zarobową w ilości 400 do 800 części wagowych. Do zaprawy dodaje się również jeden lub kilka cukrów, korzystnie melasy w ilości 1 do 10 części wagowych oraz mocznik w ilości 1 do 15 części wagowych.From the Polish patent description No. PL 146757, a method for producing mortar is known, especially for making floor screeds, in which a composition of gypsum binder in an amount of 600 to 900 parts by weight and Portland cement or its variant in an amount of 100 to 400 parts by weight is used as a binding material, as a filler, sand is used in an amount of 600 to 2000 parts by weight and, optionally, dust or mineral flour, preferably lime, in an amount of up to 800 parts by weight, as a fluidizer, melamine-formaldehyde resin is used in an amount of 10 to 70 parts by weight and mixing water in an amount of 400 to 800 parts by weight. One or more sugars are also added to the mortar, preferably molasses in an amount of 1 to 10 parts by weight and urea in an amount of 1 to 15 parts by weight.

Z polskiego opisu patentowego PL 149598 znana jest samopoziomująca masa posadzkowa zawierająca mielony klinkier portlandzki w ilości 24 do 32% wagowych, cement glinowy w ilości 0,8 do 2,4% wagowych, mączkę anhydrytową w ilości 4 do 8% wagowych, piasek w ilości 32 do 40% wagowych, mielony kamień wapienny w ilości 6 do 8% wagowych, gips budowlany w ilości do 1,2% wagowych, lignosulfonian wapniowy w ilości 0,16 do 4% wagowych oraz wodę w ilości 20 do 21,6% wagowych. Zamiast pyłu wapiennego stosuje się również mielony granulowany żużel wielkopiecowy lub żużel pomiedziowy w ilości 6 do 8% wagowych.From the Polish patent description PL 149598, a self-leveling flooring mass is known containing ground Portland clinker in an amount of 24 to 32% by weight, alumina cement in an amount of 0.8 to 2.4% by weight, anhydrite flour in an amount of 4 to 8% by weight, sand in an amount 32 to 40% by weight, ground limestone in an amount of 6 to 8% by weight, building gypsum in an amount of up to 1.2% by weight, calcium lignosulfonate in an amount of 0.16 to 4% by weight and water in an amount of 20 to 21.6% by weight . Instead of lime dust, ground granulated blast furnace slag or copper slag is also used in an amount of 6 to 8% by weight.

Z polskiego opisu patentowego PL 171079 znany jest sposób otrzymywania samorozlewnej zaprawy cementowej do wykonywania monolitycznych podkładów podłogowych i posadzek, polegający na wymieszaniu kompozycji materiałów wiążących, wypełniacza w postaci piasku kwarcowego i kompozycji modyfikatorów z wodą zarobową. W sposobie jako kompozycję materiałów wiążących stosuje się mieszankę cementu portlandzkiego w ilości 56 do 68 części wagowych, klinkieru samorozpadowego DK zawierającego od 15,5 do 26,5% wagowych siedmioglinianu dwunastowapniowego w ilości 5 do 15 części wagowych, gipsu dwuwodnego w ilości 5 do 9 części wagowych i popiołu lotnego w ilości 10 do 30 części wagowych, jako wypełniacz stosuje się piasek kwarcowy w ilości 80 do 120 części wagowych. Jako kompozycję modyfikatorów stosuje się, w stosunku do masy kompozycji materiałów wiążących, mieszaninę lignosulfonianu wapniowego w ilości 0 do 0,4%, urotropiny w ilości 2 do 8%, upłynniacza korzystnie na bazie sulfonowanej melaminy i naftalenu w ilości 0,5 do 4,5%, modyfikowanej krzemionki w ilości 0,1 do 0,3% oraz eteru celulozowego w ilości 0,1 do 0,2% po czym całość łączy się z wodą zarobową w ilości 30 do 50 części wagowych.The Polish patent description PL 171079 describes a method for obtaining a self-pouring cement mortar for making monolithic floor screeds and floor coverings, which involves mixing a composition of binding materials, a filler in the form of quartz sand and a composition of modifiers with mixing water. In the method, as a composition of binding materials, a mixture of Portland cement in an amount of 56 to 68 parts by weight, self-decomposing DK clinker containing from 15.5 to 26.5% by weight of dodecalcium heptaaluminate in an amount of 5 to 15 parts by weight, and dihydrate gypsum in an amount of 5 to 9 parts by weight and fly ash in an amount of 10 to 30 parts by weight, quartz sand in an amount of 80 to 120 parts by weight is used as a filler. The modifier composition used, in relation to the weight of the binding materials composition, is a mixture of calcium lignosulfonate in an amount of 0 to 0.4%, urotropin in an amount of 2 to 8%, a fluidizer preferably based on sulfonated melamine and naphthalene in an amount of 0.5 to 4, 5%, modified silica in an amount of 0.1 to 0.3% and cellulose ether in an amount of 0.1 to 0.2%, then the whole thing is combined with the mixing water in an amount of 30 to 50 parts by weight.

W celu obniżenia podciągania kapilarnego najczęściej wykonuje się różnego rodzaju izolacje oraz stosuje się gotowe zaprawy cementowe. Wykonywanie izolacji jest czasochłonne i kosztowne oraz obarczone ryzykiem wadliwego wykonania. Z uwagi na występowanie ryzyka nieszczelności izolacji poszukuje się rozwiązań mających na celu jej zredukowanie lub wyeliminowanie - zazwyczaj stosuje się odpowiednio dobraną zaprawę o niskim podciąganiu kapilarnym.In order to reduce capillary rise, various types of insulation are most often used and ready-made cement mortars are used. Insulation is time-consuming and expensive, and carries the risk of faulty workmanship. Due to the risk of insulation leakage, solutions are sought to reduce or eliminate it - usually, an appropriately selected mortar with low capillary rise is used.

Znane z literatury naukowej i fachowej oraz opisów patentowych zaprawy cementowe o niskim podciąganiu kapilarnym sporządza się w postaci kompozycji zawierającej w swoim składzie cement, piasek kwarcowy oraz zazwyczaj, ale niekoniecznie, różnego rodzaju dodatki i domieszki. Znane zaprawy cementowe o niskim podciąganiu kapilarnym modyfikuje się przykładowo poprzez użycie kruszywa z recyklingu, użycie gotowych zapraw cementowych mających w swoim składzie już dobrane dodatki, które mają zapobiegać nie tylko podciąganiu kapilarnemu, ale również innym problemom.Cement mortars with low capillary rise known from scientific and professional literature and patent descriptions are prepared in the form of a composition containing cement, quartz sand and usually, but not necessarily, various types of additives and admixtures. Known cement mortars with low capillary rise are modified, for example, by using recycled aggregate, using ready-made cement mortars containing selected additives that are intended to prevent not only capillary rise, but also other problems.

Celem wynalazku jest opracowanie składu zaprawy cementowej o niskim podciąganiu kapilarnym.The purpose of the invention is to develop a cement mortar composition with low capillary rise.

Przeprowadzone próby wykazały, że powyższe cechy posiada zaprawa według wynalazku, w której skład wchodzą wymieszane ze sobą: cement portlandzki CEM I 42,5R w ilości 0,5 cz. wag., woda w ilości 0,34 cz. wag., suszony piasek kwarcowy, granitowy lub bazaltowy w ilości 2,14 cz. wag. oraz szkło wodne sodowe w ilości 0,005 cz. wag.The tests carried out showed that the above features are present in the mortar according to the invention, which consists of: Portland cement CEM I 42.5R in an amount of 0.5 parts mixed together. by weight, water in the amount of 0.34 parts by weight, dried quartz, granite or basalt sand in the amount of 2.14 parts weight and sodium water glass in the amount of 0.005 parts. weight

Zaprawa cementowa według wynalazku charakteryzuje się niskim podciąganiem kapilarnym. Wynalazek jest dogodny w użyciu i może być stosowany do wykonania posadzek o niskim podciąganiu kapilarnym oraz jako rozwiązanie problemu nadmiernego zawilgocenia ścian murowanych. Główną korzyścią wynikającą z zastosowania szkła wodnego jest znaczące obniżenie wskaźnika podciągania kapilarnego zaprawy. Szkło wodne dodawane jest do zaprawy cementowej w bardzo małych ilościach, dzięki temu koszty związane z jego użyciem są niewielkie. Jest to środek nietoksyczny, nie jest niebezpieczny oraz jest przyjazny środowisku naturalnemu. Ponadto, szkło wodne nie wchodzi łatwo w reakcję z innymi związkami, co oznacza, że jest dość stabilne. Na potrzeby wynalazku zastosowanie znajduje szkło wodne sodowe, w które wchodzi Na2O+SiO2 w ilości od 30% wag. do 40% wag. oraz reszta woda.The cement mortar according to the invention is characterized by low capillary rise. The invention is convenient to use and can be used to create floors with low capillary rise and as a solution to the problem of excessive moisture in brick walls. The main benefit of using water glass is a significant reduction in the capillary rise rate of the mortar. Water glass is added to the cement mortar in very small quantities, so the costs associated with its use are low. It is non-toxic, non-hazardous and environmentally friendly. Additionally, water glass does not react easily with other compounds, which means it is quite stable. For the purposes of the invention, sodium water glass is used, which contains Na2O+SiO2 in an amount of 30% by weight. up to 40% by weight and the rest water.

Przedmiot wynalazku został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym fig. 1 przedstawia krzywą uziarnienia piasku kwarcowego, fig. 2 krzywą uziarnienia piasku granitowego, a fig. 3 krzywą uziarnienia piasku bazaltowego.The subject of the invention is explained in more detail based on the drawing, in which Fig. 1 shows the grain size curve of quartz sand, Fig. 2 - the grain size curve of granite sand, and Fig. 3 - the grain size curve of basalt sand.

Przykład 1Example 1

Składnik A - cement portlandzki CEM I 42,5R w ilości 0,5 kg,Component A - Portland cement CEM I 42.5R in the amount of 0.5 kg,

Składnik B - woda w ilości 0,34 kg.Component B - water in the amount of 0.34 kg.

Składnik C - piasek suszony kwarcowy o frakcji 0-2 mm i o gęstości objętościowej 2,62 w ilości 2,14 kg,Component C - dried quartz sand with a fraction of 0-2 mm and a bulk density of 2.62 in an amount of 2.14 kg,

Składnik D - szkło wodne sodowe w ilości 0,005 kg.Component D - sodium water glass in the amount of 0.005 kg.

Skład szklą wodnego: Na2O+SiO2 w ilości wagowej 30%, reszta woda.Composition of water glass: Na2O+SiO2 in the amount of 30% by weight, the rest water.

Przykład 2Example 2

Składnik C - piasek suszony granitowy o frakcji 0-2 mm i o gęstości objętościowej 2,60 w ilości 2,14 kg,Component C - dried granite sand with a fraction of 0-2 mm and a bulk density of 2.60 in an amount of 2.14 kg,

Skład szkła wodnego: Na2O+SiO2 w ilości wagowej 30%, reszta wodaComposition of water glass: Na2O+SiO2 in the amount of 30% by weight, the rest water

Przykład 3Example 3

Składnik B - woda w ilości 0,34 kg,Component B - water in the amount of 0.34 kg,

Składnik C - piasek suszony bazaltowy o frakcji 0-2 i gęstości objętościowej 3,07 w ilościComponent C - dried basalt sand with a fraction of 0-2 and a bulk density of 3.07 in the quantity

2,14 kg,2.14kg,

Skład szkła wodnego: Na2O+SiO2 w ilości wagowej 40%, reszta woda.Composition of water glass: Na2O+SiO2 in the amount of 40% by weight, the rest water.

W celu wytworzenia zaprawy według powyższych składów, składniki A, B, C i D miesza się mieszadłem stalowym do zapraw aż do uzyskania jednorodnej konsystencji. Celem sprawdzenia właściwości kapilarnych przedmiotowej zaprawy wymieszaną do jednorodnej konsystencji mieszankę cementową przeniesiono do form o wymiarach 40x40x160 [mm]. Po 24 godzinach wytworzone belki zostały rozformowane i przeniesione w suche miejsce o temperaturze pomieszczenia 20 ± 2°C. Po 28 dniach dojrzewania belki zostały poddane badaniu podciągania kapilarnego.To produce mortar according to the above compositions, components A, B, C and D are mixed with a steel mortar mixer until a homogeneous consistency is obtained. In order to check the capillary properties of the mortar in question, the cement mixture, mixed to a homogeneous consistency, was transferred to molds with dimensions of 40x40x160 [mm]. After 24 hours, the manufactured beams were unmolded and moved to a dry place with a room temperature of 20 ± 2°C. After 28 days of curing, the beams were subjected to a capillary rise test.

Zastosowanie zaprawy cementowej z użyciem szkła wodnego umożliwiło uzyskanie niskiego wskaźnika podciągania kapilarnego. Dla przykładu 1 podciąganie kapilarne zaprawy cementowej wyniosło - 37 mm, dla przykładu 2 - 37 mm oraz dla przykładu 3 - 39 mm.The use of cement mortar with water glass made it possible to obtain a low capillary rise rate. For example 1, the capillary rise of the cement mortar was - 37 mm, for example 2 - 37 mm and for example 3 - 39 mm.

Dla porównania, w przypadku wykonania zaprawy cementowej bez wykorzystania szkła wodnego podciąganie kapilarne zaprawy cementowej z użyciem piasku kwarcowego wynosiło 95 mm, podciąganie kapilarne zaprawy cementowej z użyciem piasku granitowego wynosiło 94 mm, natomiast podciąganie kapilarne zaprawy cementowej z użyciem piasku bazaltowego wynosiło 97 mmFor comparison, in the case of making a cement mortar without the use of water glass, the capillary rise of the cement mortar using quartz sand was 95 mm, the capillary rise of the cement mortar using granite sand was 94 mm, and the capillary rise of the cement mortar using basalt sand was 97 mm

Claims

1. Cement mortar with low capillary rise, containing Portland cement CEM I 42.5R and dried sand, characterized in that it consists of Portland cement CEM I 42.5R in an amount of 0.5 parts. by weight, water in the amount of 0.34 parts weight, dried sand in the amount of 2.14 parts weight and sodium water glass in the amount of 0.005 parts. weight

2. Mortar according to claim The method of claim 1, wherein the dried sand is quartz sand.

3. Mortar according to claim The method of claim 1, wherein the dried sand is granite sand.

4. Mortar according to claim The method of claim 1, characterized in that the dried sand is basalt sand.