NO339038B1 - Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. - Google Patents
Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. Download PDFInfo
- Publication number
- NO339038B1 NO339038B1 NO20121087A NO20121087A NO339038B1 NO 339038 B1 NO339038 B1 NO 339038B1 NO 20121087 A NO20121087 A NO 20121087A NO 20121087 A NO20121087 A NO 20121087A NO 339038 B1 NO339038 B1 NO 339038B1
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- cement
- calcium nitrate
- composition
- concrete
- based composition
- Prior art date
Links
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 78
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 46
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims description 21
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 12
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 87
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 42
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 5
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 4
- 239000011401 Portland-fly ash cement Substances 0.000 claims description 2
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 11
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 9
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 9
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 9
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 7
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 6
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 2
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 1
- FCOLYNXVWKCIQK-UHFFFAOYSA-O O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[N+](=O)([O-])[O-].[Ca].[NH4+] Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[N+](=O)([O-])[O-].[Ca].[NH4+] FCOLYNXVWKCIQK-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- 241001377938 Yara Species 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- KGENHNDQUZNJHJ-UHFFFAOYSA-N calcium potassium trinitrate decahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[N+](=O)([O-])[O-].[K+].[Ca+2].[N+](=O)([O-])[O-].[N+](=O)([O-])[O-] KGENHNDQUZNJHJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001311 chemical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 239000010438 granite Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000014413 iron hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L iron(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Fe+2] NCNCGGDMXMBVIA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 1
- 238000006396 nitration reaction Methods 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 235000005985 organic acids Nutrition 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000011395 ready-mix concrete Substances 0.000 description 1
- 239000011150 reinforced concrete Substances 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 150000004685 tetrahydrates Chemical class 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators or shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/085—Acids or salts thereof containing nitrogen in the anion, e.g. nitrites
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/24—Cements from oil shales, residues or waste other than slag
- C04B7/26—Cements from oil shales, residues or waste other than slag from raw materials containing flue dust, i.e. fly ash
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Description
Innledning
Oppfinnelsen angår anvendelsen av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme ved høye omgivelsestemperaturer, samt en fremgangsmåte for å herde nevnte sementbaserte sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. Oppfinnelsen et rettet mot å sikre tilstrekkelig hydratisering ved en begrensning av den maksimale hydratiseringstemperaturen. Siden kalsiumnitrat akselererer herdingstiden av nevnte sementbasert sammensetning, er denne oppfinnelsen av særlig interesse for ferdigstøpt betong som bruker varme eller på stedet støpt betong under varme omgivelsesbetingelser eller i varme geografiske regioner.
Bakgrunn for oppfinnelsen
Betong herder mens sement hydratiserer. Hydratisering er en eksoterm reaksjon, som betyr at den genererer varme, og at reaksjoner går raskere når betongen er varm. Raskt reagerende sementer, som CEM I 52.5 R, produserer forholdvis raskt høye temperaturer, men siden mange reaksjoner skjer innen et kort tidsrom er varmeproduksjonen også høy, og som en konsekvens av varmestrøm begrensning på grunn av termisk motstand i betong og den høye omgivelsestemperaturen akkumulerer varmen i betongen - og maksimumstemperaturen kan overskride 60 °C. Dette kan føre til sterke deformasjoner og derfor indusere sprekkdannelse så vel som ettringitt dannelse etterpå.
Videre, når sement hydratiserer tar den opp vann og utvikler krystaller rundt tilslagspartiklene. I varme omgivelsesbetingelser og når hydratiseringsreaksjonen går raskt utvikler krystallene seg raskt, men har ikke tid til å utvikle seg sterke. Styrken til den resulterende betongen vil i begynnelsen være høyere, men 28-dags styrken vil lide. Dersom den resulterende betongen er omtrent 10 °C varmere enn normalt (for eksempel, 31 °C i stedet for 21 °C), vil den endelige trykkfastheten være omtrent 10 % lavere.
Dessuten, etterhvert som sementen herder i varme omgivelsesbetingelser vil synkemålet (slump) avta raskt og mer innblandingsvann er nødvendig. Dette kan også bidra til lavere styrke (så mye som enda 10 %), og i helfarget betong kan dette føre til variasjoner i vanninnhold som kan resultere i en signifikant forskjell i betongfarge mellom tilstøtende støpinger.
Et annet potensielt problem i varme omgivelsesbetingelser er overflate tørking eller plastisk krymping, som oppstår når fersk betong mister sin fuktighet for raskt etter plassering, men før noen styrke utvikling har funnet sted. Denne typen av krymping blir påvirket av miljøbestemte temperatureffekter (av betongen og omgivelsene), vind og relativ fuktighet. Det er et særskilt problem ved støping i varme omgivelser.
Det er derfor vesentlig å holde temperaturen på betong på et tilfredsstillende nivå under herding, noe som representerer betydelige utfordringer på grunn av de vide omgivelsestemperaturer som møtes når man støper betong. ASCC (American Society for Concrete Contractors) anbefaler at temperaturen på betongen holdes mellom 10 og 21 °C, i særdeleshet under 21 °C.
Problemet har blitt løst på flere måter, slik som broken av langsomt reagerende sementer, slig som flyveaske-baserte sementer, broken av kaldt eller avkjølt vann, bruken av avkjølt tilslag, tilsetning av is til betongblandingen, bruken av anordninger for å kjøle betong under herding (se US 2005/0223717, Bourgault og Dancey, 2005) og bruken av retardatorer eller retardator tilsetningsstoffer. Retardatorer tilveiebringer at varmefrigivelsen blir fordelt over en lengere tid. Retardatorer kan bli tilsatt på fabrikken eller på arbeidsstedet for å forsinke betongherdingstiden, som kan være svært rask når betongen er varm. Retardatorer tilveiebringer ekstra tid, men de gir også betongen mer tid til å tørke ut, slik at herding er kritisk. Vanligvis kommer anvendelsen av retardatorer også på bekostning av forsinket størkning. I tilfelle av varme omgivelsestemperaturer, for eksempel i Midt-østen regionen, må hydratiserings forsinkelse og hensiktsmessig bygge fremdrift balanseres, og dette kan representere en utfordring. I tilfelle med ferdig betong produksjon, fører varme spørsmålet også til spenningsproblemer. Og risikoen for overoppheting av dampindusert varme påtrykk er også gitt. Også, dersom for mye retardator blir tilsatt til betongen, brukt til en betongplate, kan det føre til skorpedannelse, der overflaten størkner mens betongen under fremdeles er myk. Dette kan redusere flatheten og til og med føre til delaminering av overflaten.
Anvendelse av kalsiumnitrat i kombinasjon med organiske syrer for å retardere herdingen av sementblandinger ved temperaturer på 20 og 40 °C blir beskrevet i
Justnes H. et al. "Hardening retarders for massive concrete", American Concrete Institute, SP (2008), SP-253, 41-56.
Anvendelse av størkningsakseleratorer som kalsiumnitrat i sementblandinger ved 5,13 og 23 °C, hvor akseleratoren tilsettes vannet før blanding med sementen, blir beskrevet i Clemmens F. et al. "Influence of setting accelerators on chemical shrinkage of Portland cement", American Concrete Institute, SP (2001), SP-200, 235-249.
Det er kjent å bruke kalsiumnitrat som et størkningsakselererende tilsatsmiddel der størkning er byttet til et tidligere trinn i herdingsprosessen, og under kalde betingelser i tillegg for å øke maksimums hydratiseringstemperaturen. Det er kjent at kalsiumnitrat er i stand til å skifte maksimum varmefrigivelsen til et tidligere tidspunkt i herdingsprosessen. Ved dette blir hydratiseringsenergien distribuert over en tidsperiode der bare en lav aktivitet ville finne sted uten den. Størkningen starter derfor veldig tidlig, men varme blir frigitt mer jevnt.
Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen
Det er et primært mål ved foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en sementbasert sammensetning som kan bli brukt ved varme omgivelsestemperaturer, så vel som en ny anvendelse for kalsiumnitrat, i særdeleshet for å fremstille et sementbasert fast legeme.
Betong er et komposittbygningsmateriale sammensatt av tilslag, sement, og vann. Det er mange formuleringer som tilveiebringer ulike egenskaper. Tilslag er vanligvis en grovgrus eller knust stein slik som kalkstein eller granitt, sammen med et fint tilslag slik som sand. Sementen, vanlig Portlandsement, og andre sementbaserte materialer slik som flyveaske og slaggsement, tjener som et bindemiddel for tilslaget. Ulike kjemiske tilsetningsmidler blir også tilsatt for å oppnå ulike egenskaper. Vann blir blandet med den tørre betongblandingen, som muliggjør at den kan bli formet (typisk hellet eller støpt) og så størknet og herdet (herdet, satt) til steinhard styrkebetong gjennom en kjemiskprosess som kalles hydratisering. Vannet reagerer med sementen, som binder de andre komponentene sammen, og danner til slutt et robust steinlignede materiale. Betong kan bli skadet av mange prosesser, slik som frysingen av vann som er fanget i porene i betongen.
Betong er vidt brukt for å lage arkitektoniske strukturer, fundamenter, mur/blokk vegger, fortau, broer/overganger, motorveier/veier, rullebaner, parkeringsstrukturer, dammer, bassenger/reservoarer, rør, sokler for porter, gjerder og påler og til og med båter.
Innenfor omfanget av denne søknaden skal en sementbasert sammensetning forstås å omfatte hvilken som helst av en mørtelsammensetning, en betongsammensetning, og en sementpastasammensetning, som ikke har blitt støpt, herdet, hydratisert, satt og/eller hardnet. En mørtelsammensetning omfatter minst ett fint tilslag, slik som sand, sement og vann. En sementpastasammensetning omfatter minst sement og vann.
Innenfor omfanget av denne søknaden skal et sementbasert fast legeme forstås som det støpte, herdede, hydratiserte, satte og/eller hardnede sementbasert sammensetning, omfattende hvilken som helst av en mørtel, en betong og en sementpasta.
Innenfor omfanget av denne søknaden er varme omgivelsesbetingelser definert som betingelser med en
omgivelsestemperatur på fra 21 °C til 45 °C.
Overraskende har det nå blitt funnet at ved å tilsette kalsiumnitrat til den sementbaserte sammensetningen, kalsiumnitratet fremkaller ikke overopphetning ved varme omgivelsesbetingelser når den sementbaserte sammensetningen blir herdet til et sementbasert fast legeme, i særdeleshet ved temperaturer på 21 °C eller høyere. Ved å skifte hydratiseringen under varme omgivelsesbetingelser, den økte innledende aktivitet mens størkningen starter fører til en lavere økning av temperatur som sementen ville levere uten den influensen senere.
Oppfinnelsen angår derfor anvendelsen av kalsiumnitrat for å produsere en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme ved høye omgivelsestemperaturer i området av fra 21 til 45 °C, fortrinnsvis i området av fra 30 til 45 °C, mer foretrukket i området av fra 35 til 45 °C, hvori den sementbaserte sammensetningen og/eller det sementbaserte faste legemet omfatter 3 til 5 vekt% kalsiumnitrat i forhold til vekten av sementen.
Oppfinnelsen angår også en fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer i området fra 21 til 45 °C til et sementbasert fast legeme, hvori fremgangsmåten omfatter trinnene av: å tilveiebringe en sementbasert sammensetning i tørr form å tilsette og blande vann inn i den sementbaserte sammensetningen i den tørre tilstanden for å danne den sementbaserte sammensetningen som skal herdes, og
å forme den sementbaserte sammensetningen som skal herdes og la den herde til det sementbaserte faste legemet,
hvor fra 3 til 5 vekt% kalsiumnitrat i forhold til vekten av sementen, blir tilsatt til vannet før blanding av vannet med den sementbaserte sammensetningen i den tørre tilstanden.
Den oppfunne fremgangsmåten har evnen til å kjøle ned og fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme som blir herdet ved varme omgivelsesbetingelser, i særdeleshet ved temperaturer på 21 °C eller høyere. Derfor kan fremgangsmåten begrense den maksimale temperaturen som forekommer bare til nivået av omgivelsestemperaturen.
Kalsiumnitrat er en uorganisk forbindelse med formelen Ca(N03)2. Dette fargeløse saltet absorberer fuktighet fra luften og finnes vanligvis som et tetrahydrat. Det blir hovedsakelig brukt som en komponent i gjødsel. En rekke beslektede salter er kjent inkludert kalsiumammoniumnitratdekahydrat og kalsiumkaliumnitratdekahydrat. Ulike kalsiumnitratsalter er tilgjengelige fra Yara International ASA (Oslo, Norge) under merkenavnene NitCal (et faststoff med en konsentrasjon på omtrent 78 vekt% av kalsiumnitrat), NitCal/K (et faststoff med en konsentrasjon på omtrent 76 vekt% av kalsiumnitrat) og NitCal Sol (en vandig væske med en konsentrasjon på 50 vekt% kalsiumnitrat), alle er markedsført som en klorfri fler-funksjonell betongtilsetning. Det kan bli anvendt som et tørt materiale (granulert eller prillet) eller som en væske (for eksempel, som en vandig væske i en konsentrasjon på 50 vekt% kalsiumnitrat). Det kan også bli anvendt (og det fungerer) som en korrosjonsinhibitor, siden nitrationene fører til dannelse av jernhydroksid, hvis beskyttende lag reduserer korrosjon av betongarmeringen.
Oppfinnelsen er fordelaktig over eksisterende tilsetninger for støping av et sementbasert fast legeme, i særdeleshet en betong ved varme omgivelsestemperaturer siden betongen størkner tidlig, men de kritiske temperaturene kan fortsatt bli unngått. Fortrinnsvis kan flyveaske blandede sementer, slik som en Portlandflyveaskesement (CEM II type), bli benyttet under varme klimatiskeforhold for å unngå høye temperatur topper fordi de er langsomt-reagerende sementer sammenlignet med type I sementer.
Fortrinnsvis kan en rask Portlandsement av CEM I 52.5 klassen bli benyttet til ferdig-betong produksjon for å raskt levere styrke.
Fortrinnsvis er vann til sement forholdet i området av 0,45 til 0,55. Dette er påkrevd for å forhindre uttørking av det sementbaserte faste legemet under herding.
Fortrinnsvis blir kalsiumnitratet tilsatt til vannet for fremstilling av den sementbaserte sammensetningen. Det er viktig at kalsiumnitrat blir opptatt i den sementbaserte sammensetningen helt fra starten. Det skulle bli tilsatt førenn noe bindemiddel for å øke innvirkningen på størkningstiden.
Siden bearbeidbarhetstiden i mange tilfeller er kort, er den for kort til transportering av den sementbaserte blandingen.
Opplisting av eller diskusjon et tilsynelatende tidligere publisert dokument i denne beskrivelsen skulle ikke nødvendigvis bli tatt som en innrømmelse av at dokumentet er en del av teknikkens stilling eller er en del av fagets generelle kunnskap.
Oppfinnelsen er videre belyst ved hjelp av de følgende eksemplene og de vedlagte figurene. De følgende ikke-begrensende eksemplene tjener bare til å illustrere oppfinnelsen og begrenser ikke på noen måte dens omfang. I eksemplene og gjennom denne beskrivelsen er alle prosentandeler, deler og forhold vektbasert med mindre noe annet er angitt. Det vil være forstått at de ulike prosentandels mengdene av ulike komponenter som er tilstede i produktene av oppfinnelsen, inkludert hvilken som helst valgfri komponent vil summere seg til 100%.
Eksperimentelt
Beskrivelse av figurene
Figur 1 : Temperaturprofil over tid for langsomt-reagerende
sementpastaprøver herdet ved 20 °C omgivelsestemperatur.
Figur 2 : Temperaturprofil over tid for langsomt-reagerende
sementpastaprøver herdet ved 45 °C omgivelsestemperatur.
Figur 3 : Temperaturprofil over tid for raskt-reagerende
sementpastaprøver herdet ved 21 °C omgivelsestemperatur.
Figur 4 : Toppforskyvning av maksimum temperatur som funksjon av dosering av kalsiumnitrat og herdingstemperatur for langsomt-reagerende sementpastaprøver.
Sammenligningseksempel 1
Sementpastaprøver med en CEM Il/A 42.5 flyveaskesement (langsomt-reagerende sement) ble fremstilt. Prøve størrelse var 500 ml. Temperaturen ble målt i prøvekjernen. Prøver ble herdet ved 20 °C omgivelsestemperatur. Kalsiumnitrat ble tilsatt i vekt% mengder u forhold til vekten av sementen. Temperaturprofilen er vist i figur 1. Som en referanse ble prøve (1) fremstilt uten kalsiumnitrat. Tilsetningen på 1 vekt% kalsiumnitrat (prøve 2) økte temperaturen litt og størkningen ble også forskjøvet litt mot et tidligere tidspunkt. Tilsetningen av 4 vekt% kalsiumnitrat (prøve 3) økte maksimumstemperaturen signifikant, men hydratiserings reaksjoner fant sted på et langt tidligere tidspunkt. I tillegg er perioden uten signifikant varmefrigivelse (i prøver (1) og (2) mellom 1 og 4 timer av eksperimentet) overskredet ved den høyt doserte kalsiumnitrat behandlede prøve (3) og størkning starter svært tidlig.
Eksempel 1
Sementpastaprøver med en CEM Il/A 42.5 flyveaskesement (langsomt-reagerende sement) ble fremstilt. Prøvestørrelse var 500 ml. Temperatur ble målt i prøvekjernen. Prøver ble herdet ved 45 °C omgivelsestemperatur i et kontrollert vannbad. Kalsiumnitrat ble tilsatt i vekt% mengder i forhold til vekten av sementen. Temperaturprofilen er vist i figur 2. Tilstedeværelsen av 4 vekt% kalsiumnitrat i prøve (2) reduserte temperaturen og størkningen ble forskjøvet til et tidligere stadium i prosessen sammenlignet med en ubehandlet prøve (1). I prøve (3) ble 0,5 vekt% av et bindemiddel (modifisert lignosulfonat, MLS) tilsatt i tillegg til kalsiumnitrat, og den retarderende virkningen kan bli sett klart i figur 2.
Eksempel 2
Kalsiumnitrat er også i stand til å kjøle (raskt-reagerende) sement. Sementpastaprøver med en CEM I 52.5 sement (raskt reagerende) blir fremstilt. Prøvestørrelse er 500 ml. Temperatur blir målt i prøvekjernen. Prøver blir herdet ved 21 °C omgivelsestemperatur. Prøve (1) som referanse er nær til kritisktemperaturnivå. Kalsiumnitrat blir tilsatt med forhold til sementvekt i %. Tilsetning av 1% kalsiumnitrat i prøve (2) reduserer topptemperaturen litt. Økt dosering til 4% (prøve (3)) og 5% (prøve (4)) forskyver initial størkning til nesten umiddelbart, og hydratiseringstemperatur blir redusert signifikant med mer enn 10 grader Celsius.
Eksempel 3
Sementpastaprøver med en CEM II/A 42.5 flyveaskesement (langsomt-reagerende) ble fremstilt. Prøvestørrelse var 500 ml. Temperatur ble målt i prøvekjernen. Prøver ble herdet ved ulike temperaturer (20, 25, 30 og 40 °C) og fremstilt med ulike mengder av kalsiumnitrat (0, 1, 2, 3, 4 %). Fra figur 4 kan det bli sett at for denne type av (langsomt-reagerende) sement avhenger effekten av kalsiumnitrat av dosering. Toppen for maksimumstemperaturen forskyves til et tidligere tidspunkt avhengig av dosering og omgivelsestemperatur. Det kan imidlertid bli uttrykt at maksimumstemperaturen alltid var den samme, selv om omgivelsestemperaturen ble endret.
Claims (10)
1. Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme ved høye omgivelsestemperaturer i området fra 21 til 45 °C, hvori den sementbaserte sammensetningen og/eller det sementbaserte faste legemet omfatter 3 til 5 vekt% av kalsiumnitrat, i forhold til vekten av sementen.
2. Anvendelse ifølge krav 1, hvori de varme omgivelsestemperaturene er i området fra 30 til 45 °C.
3. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 2, hvori de varme omgivelsestemperaturene er i området fra 35 til 45 °C.
4. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 3, hvori den sementbaserte sammensetningen og/eller det sementbaserte faste legeme fremstilles ved hjelp av hurtig Portland sement av CEM I klassen.
5. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 4, hvori den sementbaserte sammensetningen og/eller det sementbaserte faste legemet fremstilles ved hjelp av langsom Portland flyveaske sement av CEM II klassen.
6. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 5, hvori vann til sement forholdet er i området fra 0,45 til 0,55.
7. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 6, hvori den sementbaserte sammensetningen er hvilken som helst av en mørtelsammensetning, en betongsammensetning og en sementpasta sammensetning.
8. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 7, hvori det sementbaserte faste legemet er hvilken som helst av en mørtel, en betong, og en sementpasta.
9. Anvendelse ifølge hvilket som helst av krav 1 til 8, hvori kalsiumnitrat blir tilsatt til vannet for fremstilling av betong.
10. Fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer i området fra 21 til 45 °C til et sementbasert fast legeme, hvori fremgangsmåten omfatter trinnene av: å tilveiebringe en sementbasert sammensetning i tørr form å tilsette og blande vann inn i den sementbaserte sammensetningen i den tørre tilstanden for å danne den sementbaserte sammensetningen som skal herdes, og å forme den sementbaserte sammensetningen som skal herdes og la den herde til det sementbaserte faste legemet,karakterisert vedat fra 3 til 5 vekt% kalsiumnitrat i forhold til vekten av sementen, blir tilsatt til vannet før blanding av vannet med den sementbaserte sammensetningen i den tørre tilstanden.
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121087A NO339038B1 (no) | 2012-09-25 | 2012-09-25 | Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. |
| ES13771091T ES2835226T3 (es) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Proceso para producir hormigón duradero en condiciones de ambiente caliente |
| EP13771091.9A EP2900619B1 (en) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Process to produce a durable concrete at hot ambient conditions |
| MX2015003547A MX347866B (es) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Proceso para producir concreto duradero en condiciones de ambiente caliente. |
| PCT/EP2013/069700 WO2014048870A1 (en) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Process to produce a durable concrete at hot ambient conditions |
| CA2884350A CA2884350C (en) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Process to produce a durable concrete at hot ambient conditions |
| PL13771091T PL2900619T3 (pl) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Sposób wytwarzania wytrzymałego betonu w warunkach gorącego otoczenia |
| US14/425,949 US9328019B2 (en) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Process to produce a durable concrete at hot ambient conditions |
| BR112015006448-5A BR112015006448B1 (pt) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Uso de nitrato de cálcio para produzir uma composição cimentícia, um sólido cimentício ou uma combinação dos mesmos e método para curar uma composição cimentícia |
| PT137710919T PT2900619T (pt) | 2012-09-25 | 2013-09-23 | Processo para produzir um betão durável em condições ambientais quentes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO20121087A NO339038B1 (no) | 2012-09-25 | 2012-09-25 | Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO20121087A1 NO20121087A1 (no) | 2014-03-26 |
| NO339038B1 true NO339038B1 (no) | 2016-11-07 |
Family
ID=49293606
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO20121087A NO339038B1 (no) | 2012-09-25 | 2012-09-25 | Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US9328019B2 (no) |
| EP (1) | EP2900619B1 (no) |
| BR (1) | BR112015006448B1 (no) |
| CA (1) | CA2884350C (no) |
| ES (1) | ES2835226T3 (no) |
| MX (1) | MX347866B (no) |
| NO (1) | NO339038B1 (no) |
| PL (1) | PL2900619T3 (no) |
| PT (1) | PT2900619T (no) |
| WO (1) | WO2014048870A1 (no) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NO20131471A1 (no) * | 2013-11-05 | 2015-05-06 | Yara Int Asa | Størkningsakselerator for tørr mørtelblanding, prosess for produksjon av en slik størkningsakselerator, en tørr mørtelblanding og en mørtelpasta |
| AU2016353474B2 (en) * | 2015-11-10 | 2021-02-25 | Yara International Asa | Calcium nitrate for reducing the pore size distribution of a hardened cementitious composition and steel reinforced concrete having an elevated resistance towards carbonation |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3543874A1 (de) * | 1985-12-12 | 1987-06-19 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Chloridfreier erhaertungsbeschleuniger fuer portlandzement und verfahren zu dessen herstellung |
| US5176753A (en) * | 1986-09-19 | 1993-01-05 | Brook John W | Concrete admixture compositions |
| CN1199906C (zh) * | 1998-03-06 | 2005-05-04 | A&A材料公司 | 植物纤维水泥成型体及其制造方法 |
| US6273191B1 (en) * | 1999-07-15 | 2001-08-14 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cementing casing strings in deep water offshore wells |
| US20050223717A1 (en) | 2004-01-06 | 2005-10-13 | Dryair Inc. | Method and apparatus for cooling concrete during curing |
| EP1731491A1 (fr) | 2005-06-10 | 2006-12-13 | Lafarge | Compositions de liant rapide pour pièces et ouvrages en béton contenant un sel de calcium |
| WO2009015520A1 (en) * | 2007-08-02 | 2009-02-05 | Basf Construction Chemicals (Shanghai) Co. Ltd | Cement-based grout composition |
| EP2090560A1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-08-19 | Schlumberger Holdings Limited | Chemical activation for cement setting |
| FR2976938B1 (fr) * | 2011-06-24 | 2016-05-13 | Lafarge Sa | Composition hydraulique soumise a un traitement thermique |
-
2012
- 2012-09-25 NO NO20121087A patent/NO339038B1/no not_active IP Right Cessation
-
2013
- 2013-09-23 BR BR112015006448-5A patent/BR112015006448B1/pt active IP Right Grant
- 2013-09-23 PL PL13771091T patent/PL2900619T3/pl unknown
- 2013-09-23 WO PCT/EP2013/069700 patent/WO2014048870A1/en not_active Ceased
- 2013-09-23 CA CA2884350A patent/CA2884350C/en active Active
- 2013-09-23 EP EP13771091.9A patent/EP2900619B1/en active Active
- 2013-09-23 PT PT137710919T patent/PT2900619T/pt unknown
- 2013-09-23 MX MX2015003547A patent/MX347866B/es active IP Right Grant
- 2013-09-23 ES ES13771091T patent/ES2835226T3/es active Active
- 2013-09-23 US US14/425,949 patent/US9328019B2/en active Active
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Clemmens F. et al.: "Influence of setting accelerators on chemical shrinkage of portland cement", American Concrete Institute, SP (2001), SP-200, 235-249., Dated: 01.01.0001 * |
| Justnes H. et al.: "Hardening retarders for massive concrete", American Concrete Institute, SP (2008), SP-253, 41-56., Dated: 01.01.0001 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20150218048A1 (en) | 2015-08-06 |
| PL2900619T3 (pl) | 2021-05-04 |
| US9328019B2 (en) | 2016-05-03 |
| CA2884350A1 (en) | 2014-04-03 |
| WO2014048870A1 (en) | 2014-04-03 |
| ES2835226T3 (es) | 2021-06-22 |
| MX2015003547A (es) | 2015-10-26 |
| BR112015006448B1 (pt) | 2021-04-27 |
| NO20121087A1 (no) | 2014-03-26 |
| PT2900619T (pt) | 2021-01-28 |
| EP2900619B1 (en) | 2020-11-11 |
| EP2900619A1 (en) | 2015-08-05 |
| CA2884350C (en) | 2017-05-09 |
| BR112015006448A2 (pt) | 2017-07-04 |
| MX347866B (es) | 2017-05-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111302749B (zh) | 适用于-10℃~-30℃环境的水泥基胶凝材料及其施工方法与应用 | |
| Kičaitė et al. | The effect of calcium nitrate on the properties of portland cement pastes and concrete hardening at low temperatures | |
| DK2900617T3 (en) | ANTI-PROTECTIVE COMPOSITION FOR THE PREPARATION OF SUSTAINABLE CONCRETE UNDER COLD TEMPERATURES | |
| CN106587693B (zh) | 一种膨胀过程可调节的外掺水工专用轻烧氧化镁大坝混凝土配制工艺及施工方法 | |
| CN107324674A (zh) | 一种防冻水泥 | |
| NO339038B1 (no) | Anvendelse av kalsiumnitrat for å fremstille en sementbasert sammensetning og/eller et sementbasert fast legeme og fremgangsmåte for å herde en sementbasert sammensetning ved høye omgivelsestemperaturer. | |
| CN111788163B (zh) | 用于任选含辅助胶凝材料的水泥、砂浆或混凝土组合物的凝结硬化加速剂及该加速剂的用途 | |
| CN104591660A (zh) | 一种改性无机防水堵漏材料 | |
| JP6760642B2 (ja) | 土固化モルタル施工方法 | |
| Alsadey et al. | Retarder Chemical Admixture: A Major Role in Modern Concrete Materials | |
| JP6258033B2 (ja) | 速硬性膨張セメント混練物の製造方法 | |
| JP2007177077A (ja) | 地盤注入材 | |
| KR101390295B1 (ko) | 파우더형 유황폴리머시멘트를 이용한 고성능콘크리트 시공방법 | |
| NO20131392A1 (no) | ||
| Sharma et al. | Initial setting time of cement using sugarcane juice as an admixture | |
| CN106565172B (zh) | 一种混凝土延迟膨胀的大坝基础填塘工艺及其施工方法 | |
| CN109098183A (zh) | 一种基于磁热激发的自碎型混凝土、制备方法及其应用 | |
| JP4809516B2 (ja) | 即時脱型コンクリート製品の製造方法 | |
| Sankar et al. | Role of Natural Additives in Enhancing the Mechanical Characteristics of Lime Mortar | |
| Sharma et al. | Effect of Sugarcane Juice and Its Products on the Setting Time of Cement When Used as Admixtures | |
| JP2025185561A (ja) | コンクリート構造体の養生方法、及び、プレキャストコンクリート製品の製造方法 | |
| CS198054B1 (cs) | Pojivá nebo tmely tuhnoucí v prostředí nízkých teplot | |
| Frigione et al. | Sporządzanie mieszanki betonowej w wysokich temperaturach: urabialność, wytrzymałość i trwałość | |
| CN104556774A (zh) | 一种混凝土防腐剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| CHAD | Change of the owner's name or address (par. 44 patent law, par. patentforskriften) |
Owner name: YARA INTERNATIONAL ASA, NO |
|
| MM1K | Lapsed by not paying the annual fees |