United States Patent "ice 3,138,471

United States Patent "ice 3,138,471 ACID-RESISTANT CEMENT PRODUCTS James F. Wygant, Gary, Ind., assignor to Standard Oil Company, Chicago, 11]., a corporation of Indiana No Drawing. Filed Sept. 23, 1960, Ser. No. 57,909 Claims. (Cl. 106-84) F This invention relates to acid-resistant cement products. More particularly it relates to chemically-setting acidresistant cement products containing silicate of soda as a binder. 'TEiEi-resistant compositions of cements, mortars and concrete employing silicate of soda as a cementitious agent are well known. Such acid-resistant cements generally consist of a silicate of soda solution, an acidic setting agent and an acid-resistant aggregate, and these cements set chemically, rather than by drying. Almost all of these cements have compressive strengths not exceeding about 2,500 p.s.i., which is considered too low to enable these materials to be widely used in concrete construction. Present silicate of soda cements are also subject to severe restrictions in their use for resistance to sulfuric acid, because of sulphate disintegration which occurs when sulfuric acid permeates the cement and combines with free or loosely bound sodium. This mechanism is believed to result in the formation of sodium sulphate which is deposited as anhydrous Na SO crystals in pores close to the exposed faces of the cement. The presence of moisture then causes hydration to Glaubers salt, Na SO .10H O, with resultant expansion forces which disrupt the cement and cause it to crack and disintegrate.

The present invention provides chemically-setting acidproof cement products, e.g. cements, mortars, concretes, etc., having increased resistance to sulphate disintegration. Such products also possess relatively high compressive strengths, often of above about 4,000 p.s.i. Also of importance is the fact that the cement products of the present invention can be produced at a low cost compared to commercially available acid-resistant cement products.

The present invention provides a chemically-setting acid-resistant cement product comprising silicate of soda an acid-resistant aggregate, an acidic setting agent and a watemal phos hate added in an amount betweeiiab'out'fifidibcms by weight, based on 100 parts of said silicate of soda, the combined amounts of the setting agent and the phosphate being effective to cause the cement to set.

The prior art cement products are generally referred to as acid-proof cements and are successfully used with nearly all types of acidic solutions with the exception of hydrofluoric acid or fluoride solutions. However, the term acid-resistant is employed herein since the socalled acid-proof cements are subject-to varying degrees'of acid attack in some instances.

Sodium silicate is commercially available in several forms as a solution or in soluble dry form. The preparation, properties, and uses of sodium silicate are discussed in detail in the publication Soluble Silicates by James G. Vail, ACS, Monograph 116, Reinhold Publishing" Corporation, New York, NY. (1952), volume H.

uble dry silicates can be used with suflicient water added issolve the silicates. However, it is preferable to use a silicate solution for most applications. Silicate of soda solutions having ratios of soda to silica varying over a broad range, generally from about 1:3.00 to 1:3.75, and preferably a ratio of 1:3 e used in preparing the mix. A commercially available solution which has a soda to silica ratio of 1:322 and contains Patented June 23, 1964 about 37.6% solid sodium silicate has been found to be very satisfactory for use, in tliai only a small amount of additional water is required when the concrete is to be poured in place by ordinary methods. This particular solution provides a wet mix having an especially desirable viscosity and workability. The strength of the concrete of the present invention, like that of other types, is reduced by additions of water to the mix.

There are a large number of compounds which can be uswmpgfitgplitge gels from T1? de16l fi'tions, many of w 1c have een used as setting agentsj gfsilicate cidr erpents. Oxides, suc as l 'I,g O,

purpose. Calc'u r and n well as carbonates and other sal t s gf l e adrl d other heavy meta s also 'may be iisie cli Moderately to easily soluble 1 acid salts of strong acids, such as acid sulphatg s, aci

phosphates, and acid fluorides, as well as soluble Group acgtattagmyl acetate, g :1 ate, n 1ay be used.

The setting agen or precipitating agent used in cement products should provide a sufliciently long and reliable setting time to permit mixing, handling and placement of the material. It must cause the development of an acceptable high strength material. The reaction products and the gel structure should be of low solubility. Preferably, the silico-fiuorides and some organic precipitants are used as primary precipitants, e.g., used alone or with minor portions of other precipitants, and provide acceptable high strengths and slow sett

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

สิทธิบัตรสหรัฐอเมริกา "น้ำแข็ง 3,138,471 กรดทนปูนซีเมนต์ผลิตภัณฑ์ James F. Wygant, Gary, ind. assignor มาตรฐานบริษัทน้ำมัน ชิคาโก 11] ., บริษัทของอินเดียน่าวาดไม่ ยื่นเรียกร้อง 23 ก.ย. 1960, Ser. หมายเลข 57,909 (Cl. 106-84) F การประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ทนกรด มากขึ้นโดยเฉพาะอย่างยิ่งจะเกี่ยวข้องกับผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ acidresistant ตั้งค่าสารเคมีที่ประกอบด้วยซิลิเคทของโซดาเป็น binder เป็น ' องค์ TEiEi ทนซีเมนต์ งานฉาบ และคอนกรีตที่ใช้ซิลิเคทของโซดาเป็นตัวแทนซีเมนต์จะรู้จัก เช่นซีเมนต์ทนกรดโดยทั่วไปประกอบซิลิเกโซลูชันโซดา ตัวแทนตั้งค่ากรด และโดยรวมทนกรด และซีเมนต์เหล่านี้ตั้งค่าสารเคมี แทน โดยการอบแห้ง ซีเมนต์เหล่านี้เกือบทั้งหมดได้ไม่เกิน 2500 ประมาณ p.s.i. ซึ่งถือว่าต่ำเกินไปเพื่อให้วัสดุเหล่านี้สามารถใช้ในการก่อสร้างคอนกรีต แข็ง compressive ปัจจุบันซิลิเคทของโซดาซีเมนต์มียัง มีข้อจำกัดที่รุนแรงในการใช้สำหรับความต้านทานต่อกรดกำมะถัน ซัลเฟตสลายตัวที่เกิดขึ้นเมื่อกรดกำมะถันบริเวณห่างออกไปปูนซีเมนต์ และผสมกับโซเดียมซึ่งผูก หรือฟรี เชื่อว่ากลไกนี้จะทำให้เกิดการก่อตัวของโซเดียมซัลเฟตซึ่งฝากเป็นไดนาดังนั้นผลึกในรูขุมขนใกล้กับหน้าสัมผัสของปูนซีเมนต์ สถานะของความชื้นทำให้ไล่น้ำกับเกลือ Glaubers นาดังนั้น.10H O กับกองกำลังขยายผลแก่ซึ่งรบกวนปูนซีเมนต์ และทำ การแตกสลาย แล้วประดิษฐ์อยู่ให้ตั้งค่าสารเคมี acidproof ซีเมนต์ผลิตภัณฑ์ เช่น ซีเมนต์ งานฉาบ concretes ฯลฯ มีเพิ่มความต้านทานต่อซัลเฟตสลายตัว ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังมีค่อนข้างสูงจุดแข็ง compressive มักของเหนือ p.s.i. 4000 นอกจากนี้ ความสำคัญคือความจริงที่สามารถผลิตผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ของสิ่งประดิษฐ์ในปัจจุบันที่มีต้นทุนต่ำเมื่อเทียบกับผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ทนทานต่อกรดที่ใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ประดิษฐ์อยู่ให้ผลิตภัณฑ์ซีเมนต์กรดทนสารเคมีการตั้งค่าประกอบด้วยซิลิเกของโซดาโดยรวมทนกรด ตัวแทนตั้งค่ากรด และเกลียด phos watemal การเพิ่มใน betweeiiab'out การเงิน ' fifidibcms โดยน้ำหนัก ตามส่วน 100 ของซิลิเกกล่าวของโซดา ยอดเงินรวมของบริษัทตัวแทนการตั้งค่าและฟอสเฟตจะมีประสิทธิภาพการทำปูนซีเมนต์การตั้งผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ศิลปะทราบโดยทั่วไปอย่างเป็นซีเมนต์กันกรด และสำเร็จใช้กับเกือบทุกประเภทของโซลูชั่นกรดยกเว้นกรดไฮโดรฟลูออริกหรือโซลูชั่นฟลูออไรด์ อย่างไรก็ตาม คำกรดทนเป็นลูกจ้างนี้เนื่องจากซีเมนต์กันกรด socalled เป็นเรื่องที่แตกต่างกัน degrees'of กรดโจมตีในบางครั้งโซเดียมได้ในเชิงพาณิชย์ ในหลายรูปแบบเป็นการแก้ปัญหา หรือ ในแบบฟอร์มแห้งละลายน้ำ เตรียมสอบ คุณสมบัติ การใช้โซเดียมซิลิเคทจะกล่าวถึงในรายละเอียดในประกาศ Silicates ละลาย โดย James G. เวล ACS, Monograph 116 ไรน์โฮลด์ประกาศ"บริษัท New York, NY (1952), ปริมาตร H.uble dry silicates can be used with suflicient water added issolve the silicates. However, it is preferable to use a silicate solution for most applications. Silicate of soda solutions having ratios of soda to silica varying over a broad range, generally from about 1:3.00 to 1:3.75, and preferably a ratio of 1:3 e used in preparing the mix. A commercially available solution which has a soda to silica ratio of 1:322 and contains Patented June 23, 1964 about 37.6% solid sodium silicate has been found to be very satisfactory for use, in tliai only a small amount of additional water is required when the concrete is to be poured in place by ordinary methods. This particular solution provides a wet mix having an especially desirable viscosity and workability. The strength of the concrete of the present invention, like that of other types, is reduced by additions of water to the mix.There are a large number of compounds which can be uswmpgfitgplitge gels from T1? de16l fi'tions, many of w 1c have een used as setting agentsj gfsilicate cidr erpents. Oxides, suc as l 'I,g O,purpose. Calc'u r and n well as carbonates and other sal t s gf l e adrl d other heavy meta s also 'may be iisie cli Moderately to easily soluble 1 acid salts of strong acids, such as acid sulphatg s, aciphosphates, and acid fluorides, as well as soluble Group acgtattagmyl acetate, g :1 ate, n 1ay be used.The setting agen or precipitating agent used in cement products should provide a sufliciently long and reliable setting time to permit mixing, handling and placement of the material. It must cause the development of an acceptable high strength material. The reaction products and the gel structure should be of low solubility. Preferably, the silico-fiuorides and some organic precipitants are used as primary precipitants, e.g., used alone or with minor portions of other precipitants, and provide acceptable high strengths and slow sett

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

สหรัฐอเมริกาจดสิทธิบัตร "น้ำแข็ง 3138471 ทนกรดปูนซิเมนต์ผลิตภัณฑ์ Wygant เจมส์เอฟแกรี่, Ind. โอนมาตรฐาน บริษัท น้ำมันชิคาโก 11]. บริษัท อินดีแอนาไม่มีการวาดภาพ. ยื่น 23 กันยายนที่ 1960 Ser. ไม่มี . 57909 เรียกร้อง. (Cl. 106-84) F ประดิษฐ์นี้เกี่ยวข้องกับการทนกรดผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์. อื่น ๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่เกี่ยวกับการตั้งค่าทางเคมีผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ acidresistant ซิลิเกตที่มีส่วนผสมของโซดาเป็นเครื่องผูก. องค์ประกอบ TEiEi ทนซีเมนต์ครก และซิลิเกตจ้างงานที่เป็นรูปธรรมของโซดาเป็นตัวแทนซีเมนต์ที่รู้จักกันดี. ซีเมนต์ทนกรดดังกล่าวโดยทั่วไปประกอบด้วยซิลิเกตของการแก้ปัญหาโซดา, ตัวแทนการตั้งค่าความเป็นกรดและรวมทนกรดและซีเมนต์เหล่านี้ตั้งทางเคมีมากกว่าโดยการอบแห้ง เกือบทั้งหมดของซีเมนต์เหล่านี้มีจุดแข็งอัดไม่เกินประมาณ 2,500 ปอนด์ต่อตารางนิ้วซึ่งถือว่าต่ำเกินไปที่จะเปิดใช้วัสดุเหล่านี้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้างคอนกรีต. ซิลิเกตปัจจุบันซีเมนต์โซดานอกจากนี้ยังมีข้อ จำกัด อย่างรุนแรงในการใช้งานของพวกเขาสำหรับความต้านทานต่อกรดซัลฟูริก เพราะการสลายซัลเฟตซึ่งเกิดขึ้นเมื่อกรดกำมะถันแทรกซึมปูนซีเมนต์และรวมกับโซเดียมฟรีหรือผูกไว้อย่างหลวม ๆ กลไกนี้เชื่อว่าจะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของโซเดียมซัลเฟตซึ่งเป็นเงินฝากเป็นปราศจากนาดังนั้นผลึกในรูขุมขนใกล้กับใบหน้าสัมผัสของซีเมนต์ การปรากฏตัวของความชื้นแล้วทำให้เกิดความชุ่มชื้นเกลือ Glaubers นา SO .10H โอกับกองกำลังขยายตัวซึ่งส่งผลกระทบต่อผลซีเมนต์และทำให้เกิดการแตกและสลายตัว. ประดิษฐ์ปัจจุบันมีการตั้งค่าทางเคมี acidproof ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์เช่นซีเมนต์ครกคอนกรีต และอื่น ๆ ที่มีความต้านทานเพิ่มขึ้นซัลเฟตสลายตัว ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวยังมีจุดแข็งอัดค่อนข้างสูงมักข้างต้นประมาณ 4,000 ปอนด์ต่อตารางนิ้วยังมีความสำคัญคือความจริงที่ว่าผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ของการประดิษฐ์ในปัจจุบันสามารถผลิตได้ในราคาที่ต่ำเมื่อเทียบกับทนกรดใช้ได้ในเชิงพาณิชย์ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์. ประดิษฐ์ปัจจุบันให้ ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ที่ทนกรดเคมีที่ประกอบไปด้วยการตั้งค่าซิลิเกตของโซดารวมทนกรด, ตัวแทนการตั้งค่าความเป็นกรดและ phos watemal เกลียดเพิ่มใน betweeiiab'out'fifidibcms ปริมาณโดยน้ำหนักขึ้นอยู่กับ 100 ส่วนของซิลิเกตกล่าวว่าโซดา จำนวนรวมของตัวแทนการตั้งค่าและฟอสเฟตที่มีประสิทธิภาพที่จะทำให้เกิดปูนซีเมนต์ในการตั้งค่า. ศิลปะก่อนที่ผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์จะเรียกโดยทั่วไปว่าเป็นซีเมนต์กรดหลักฐานและมีการใช้ประสบความสำเร็จกับเกือบทุกประเภทของการแก้ปัญหาที่เป็นกรดมีข้อยกเว้นของกรดไฮโดรฟลูออริก หรือการแก้ปัญหาฟลูออไร อย่างไรก็ตามในระยะที่ทนกรดเป็นลูกจ้างที่นี้ตั้งแต่ซีเมนต์หลักฐานกรด socalled อาจมีการโจมตีที่แตกต่างกัน degrees'of กรดในบางกรณี. โซเดียมซิลิเกตเป็นเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่ในหลายรูปแบบเป็นวิธีแก้ปัญหาหรือในรูปแบบแห้งที่ละลายน้ำได้ ในการจัดทำคุณสมบัติและการใช้โซเดียมซิลิเกตที่จะกล่าวถึงในรายละเอียดในการพิมพ์ซิลิเกที่ละลายน้ำได้โดยเจมส์กรัมเวล, เอซีเอส, เอกสาร 116, โฮลด์สำนักพิมพ์ "คอร์ปอเรชั่น New York, NY. (1952), เสียงเอชuble ซิลิเกตแห้ง . สามารถใช้กับน้ำ suflicient เพิ่ม issolve ซิลิเกต แต่มันจะดีกว่าที่จะใช้วิธีการแก้ปัญหาซิลิเกตสำหรับการใช้งานมากที่สุดซิลิเกตของการแก้ปัญหาโซดาที่มีอัตราส่วนของโซดาซิลิกาที่แตกต่างกันในช่วงกว้างโดยทั่วไปจากประมาณ 1:. 3.00-1: 3.75 และโดยเฉพาะอัตราส่วน 1: 3. อีใช้ในการเตรียมการผสมวิธีการแก้ปัญหาในเชิงพาณิชย์ซึ่งมีโซดาอัตราส่วนซิลิกา 1: 322 และมีการจดสิทธิบัตร 23 มิถุนายน 1964 เกี่ยวกับ 37.6% โซเดียมซิลิเกตที่เป็นของแข็งได้รับพบว่ามี ที่น่าพอใจมากสำหรับการใช้งานใน tliai เพียงจำนวนน้อยน้ำเพิ่มเติมเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อคอนกรีตที่จะเทลงในสถานที่โดยวิธีธรรมดา. การแก้ปัญหานี้โดยเฉพาะอย่างยิ่งให้มีการผสมผสานเปียกมีความหนืดที่น่าพอใจโดยเฉพาะอย่างยิ่งและสามารถใช้การได้. ความแข็งแรงของคอนกรีตของที่ สิ่งประดิษฐ์ที่ปัจจุบันเช่นเดียวกับที่ประเภทอื่น ๆ จะลดลงตามการเพิ่มของน้ำในการผสม. มีจำนวนมากของสารซึ่งอาจจะเป็นเจล uswmpgfitgplitge จาก T1 คืออะไร? de16l fi'tions หลายกว้าง 1c ได้ een ใช้การตั้งค่า agentsj gfsilicate CIDR erpents ออกไซด์, SUC เป็นลิตร 'I, O กรัม, วัตถุประสงค์ อา Calc'u และ n เดียวกับคาร์บอเนตและอื่น ๆ พะยอมทีเอสแฟนเลอ adrl งอื่น ๆ ของเมตาหนักยังอาจจะ iisie CLI ปานกลางจะละลายน้ำได้อย่างง่ายดาย 1 เกลือของกรดกรดเช่นกรด sulphatg วินาที, Aci ฟอสเฟตและกรดฟลูออไร เช่นเดียวกับกลุ่มอะซิเตท acgtattagmyl ละลายกรัม: 1. กิน n 1AY นำมาใช้การตั้งค่าที่ทำให้เกิดความวุ่นวายagen หรือตัวแทนที่ใช้ในผลิตภัณฑ์ปูนซีเมนต์ควรให้ตั้งค่าเวลานาน sufliciently และเชื่อถือได้เพื่ออนุญาตให้มีการผสม, การจัดการและการจัดวางของวัสดุ มันจะต้องทำให้เกิดการพัฒนาของวัสดุที่มีความแข็งแรงสูงที่ยอมรับได้ ผลิตภัณฑ์ปฏิกิริยาและโครงสร้างเจลควรจะมีการละลายที่ต่ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่ silico-fiuorides และตะกอนอินทรีย์บางส่วนจะถูกใช้เป็นตะกอนหลักเช่นใช้คนเดียวหรือกับส่วนที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะของตะกอนอื่น ๆ และให้จุดแข็งสูงที่ยอมรับและ sett ช้า