專利名稱：用于水硬性粘結(jié)劑的硬化和固化促進(jìn)劑及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于水硬性粘結(jié)劑的硬化和固化促進(jìn)劑，一種用于制備水硬性粘結(jié)劑用的硬化和固化促進(jìn)劑的方法和所述硬化和固化促進(jìn)劑在噴射混凝土或噴射砂漿中的用途。

背景技術(shù)：
許多加速混凝土硬化和固化的物質(zhì)是已知的。常見的例如是強(qiáng)堿性的反應(yīng)性物質(zhì)如堿金屬氫氧化物、堿金屬碳酸鹽、堿金屬硅酸鹽、堿金屬鋁酸鹽和堿土金屬氯化物。然而，強(qiáng)堿性反應(yīng)性物質(zhì)可能對加工產(chǎn)生不期望的負(fù)擔(dān)，例如腐蝕并且降低混凝土的最終強(qiáng)度和耐久性。
由EP 0 076 927 B1已知一種用于水硬性粘結(jié)劑的不含堿的硬化促進(jìn)劑，其旨在避免上述缺點(diǎn)。為了促進(jìn)水硬性粘結(jié)劑，例如水泥、石灰、水硬性石灰和石膏以及由此制造的砂漿和混凝土的硬化和固化，向包含所述粘結(jié)劑的混合物中添加以所述粘結(jié)劑的重量計(jì)0.5至10重量％不含堿的硬化和固化促進(jìn)劑，其中這種促進(jìn)劑包含氫氧化鋁。
所述砂漿和混凝土由于受到促進(jìn)的硬化和固化而特別適用作為噴射砂漿和噴射混凝土。
由EP 0 946 451 B1已知一種用于水硬性粘結(jié)劑的溶解形式的硬化和固化促進(jìn)劑，其可以在噴射混凝土?xí)r輕易地混入到混凝土中。所述硬化和固化促進(jìn)劑特別由氫氧化鋁、鋁鹽和有機(jī)羧酸組成。
由WO 03/106375 A1已知一種硬化和固化促進(jìn)劑，其至少包含硫酸鋁、烷醇胺和氫氟酸。
WO 2005/075381 A1描述了一種包含氫氧化鋁、硫酸鋁和有機(jī)酸的硬化和固化促進(jìn)劑，其中促進(jìn)劑具有小于0.65的鋁和有機(jī)酸的摩爾比和大于0.83的鋁和硫酸鹽的摩爾比。
由WO 00/78688A已知一種用于促進(jìn)噴射混凝土的添加劑，其中所述添加劑包含氫氧化鋁和有機(jī)酸的反應(yīng)產(chǎn)物，以及硫酸鋁和至少一種烷醇胺。所述添加劑包含優(yōu)選16至18重量％的氫氧化鋁并且不含鎂鹽。
這些已知的促進(jìn)劑需要相對多的非常昂貴的非晶態(tài)氫氧化鋁來制備。此外，在所述促進(jìn)劑中需要相對大量的有機(jī)羧酸，從而充分穩(wěn)定所述促進(jìn)劑。另外，含氟化物的化合物，例如氫氟酸的應(yīng)用可能對健康和環(huán)境是有害的，因此是不期望的。此外，所述硬化和固化促進(jìn)劑的缺點(diǎn)還在于在第一小時(shí)和第一天里相對低的早期強(qiáng)度和溶液的穩(wěn)定性不足夠。
發(fā)明概述 本發(fā)明的目的是，針對前述類型的用于水硬性粘結(jié)劑的硬化和固化促進(jìn)劑，獲得在盡可能長的促進(jìn)劑穩(wěn)定期內(nèi)的具有盡可能高強(qiáng)度的盡可能有利的促進(jìn)劑。
根據(jù)本發(fā)明，所述目的通過第一項(xiàng)權(quán)利要求的技術(shù)特征來實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)特別在于，通過根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑達(dá)到高穩(wěn)定性，也就是說促進(jìn)劑溶液的穩(wěn)定化，并且在第一小時(shí)和第一天達(dá)到高強(qiáng)度。另外，根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑比傳統(tǒng)的促進(jìn)劑更有利。
本發(fā)明的其它有利實(shí)施方式由說明書和從屬權(quán)利要求得到。
發(fā)明實(shí)施方式 根據(jù)本發(fā)明的用于水硬性粘結(jié)劑的硬化和固化促進(jìn)劑是不含氟化物的，并且包含硫酸鹽、鋁和以促進(jìn)劑的總重量計(jì)1至16重量％的有機(jī)酸，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。所述促進(jìn)劑可以由不同方式來制備。所述促進(jìn)劑優(yōu)選是基于水的促進(jìn)劑，其可以作為具有部分精細(xì)分散顆粒的溶液或作為分散體的形式出現(xiàn)。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑是不含堿(alkali-)和氯化物的。所謂不含堿和氯化物的促進(jìn)劑在建筑化學(xué)中通常應(yīng)理解為是包含以促進(jìn)劑的重量計(jì)少于1重量％的堿離子或堿金屬離子或氯根離子的促進(jìn)劑。另外，優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑優(yōu)選不含礦物酸。
所述根據(jù)本發(fā)明的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑優(yōu)選包含 -17至35重量％硫酸鹽， -3.2至9.5重量％鋁(或6至18％Al2O3) -1至16重量％有機(jī)酸， -0至6重量％鎂， -0至10重量％烷醇胺， -0至5重量％其它二價(jià)或更多價(jià)金屬硫酸鹽， -0至5重量％流化劑， -0至35重量％二氧化硅， -0至8重量％甘油， -以及水，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
所述物質(zhì)在此有利地作為溶液中的離子的形式出現(xiàn)，然而還可以以復(fù)合形式或在促進(jìn)劑中不溶的形式。這特別是所述促進(jìn)劑作為具有部分精細(xì)分散顆粒的溶液或作為分散體形式出現(xiàn)的情況。
在優(yōu)選的實(shí)施方式中，根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑包含17至35重量％硫酸鹽、3.2至9.5重量％鋁和1至10重量％有機(jī)酸。更優(yōu)選的是，所述促進(jìn)劑包含24至29重量％，優(yōu)選24.5至27重量％，更優(yōu)選24.95至27重量％硫酸鹽，4至6.5重量％鋁和2至8重量％有機(jī)酸，以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)。
特別適合的促進(jìn)劑包含鎂，優(yōu)選0.01至6重量％，特別是0.4至3.1重量％的量，以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)。
另外，根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑可以額外包含甘油，優(yōu)選0.1至8重量％，特別是2至4重量％的量，以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)。
根據(jù)本發(fā)明的用于水硬性粘結(jié)劑的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑，例如其可以由以促進(jìn)劑的總重量計(jì)至少40至60重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)和1至16重量％的有機(jī)酸來制備，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
用于制備的硫酸鋁可以包含不同量的結(jié)晶水。典型所用的硫酸鋁是十四水合硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)。通常也被標(biāo)記為17％硫酸鋁，因?yàn)槠浒?7％的Al2O3。涉及在本文獻(xiàn)中提到的含量數(shù)據(jù)的硫酸鋁以Al2(SO4)3*14H2O計(jì)。如果所述硫酸鋁包含其它量的結(jié)晶水，則能夠很容易計(jì)算本發(fā)明所需的硫酸鋁量。40至60重量％的Al2(SO4)3*14H2O對應(yīng)23至35重量％的不含結(jié)晶水的Al2(SO4)3量。
硫酸鋁也可以通過在制備促進(jìn)劑過程中氫氧化鋁與硫酸的反應(yīng)而產(chǎn)生，其中在水溶液中相應(yīng)地形成硫酸根離子。一般來說，硫酸鋁可以通過堿性鋁化合物與硫酸的反應(yīng)而產(chǎn)生。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式中，在本發(fā)明促進(jìn)劑的制備過程中使用至少45至55重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)。更優(yōu)選的是超過50重量％的量。利用分別以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)，51至55重量％，特別是51至53重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)將得到特別好的結(jié)果。
鋁和硫酸鹽的摩爾比在各種情況下必須小于0.83。鋁和硫酸鹽的摩爾比優(yōu)選小于0.80，特別優(yōu)選小于0.7。
鋁和有機(jī)酸的摩爾比優(yōu)選大于0.67。鋁和有機(jī)酸的摩爾比特別優(yōu)選大于1。
作為有機(jī)酸優(yōu)選使用羧酸，特別優(yōu)選使用單羧酸。特別優(yōu)選是甲酸，然而還可以使用其它起到同樣作用的有機(jī)酸例如乙酸。優(yōu)選使用以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)1至16重量％，優(yōu)選1至10重量％，更優(yōu)選2至7重量％的酸。
可以特別有利的制備根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑，因?yàn)樵谔貏e優(yōu)選的實(shí)施方式中促進(jìn)劑可以毋需昂貴的氫氧化鋁Al(OH)3地來制備，并因此不含氫氧化鋁。
在制備過程中優(yōu)選使用以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)小于5重量％，特別是0至3重量％，更優(yōu)選小于1重量％的氫氧化鋁。氫氧化鋁可以以非晶態(tài)或晶體形式使用。優(yōu)選使用非晶態(tài)氫氧化鋁。還可以使用碳酸氫氧化鋁、硫酸氫氧化鋁或類似形式的氫氧化鋁。
優(yōu)選不使用氫氧化鋁來制備根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑。
為了得到具有升高的儲存穩(wěn)定性的促進(jìn)劑，在制備中優(yōu)選額外使用以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)0.1至10重量％，特別是1至5重量％的氫氧化鎂Mg(OH)2。代替氫氧化鎂的，還可以使用相應(yīng)量的其它鎂化合物，特別是鎂鹽或氧化物，例如氧化鎂MgO、氫氧化氧鎂或碳酸鎂。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑在制備過程中可以額外地包含以促進(jìn)劑的總重量計(jì)優(yōu)選0.1至10重量％的烷醇胺。作為烷醇胺優(yōu)選使用二乙醇胺DEA。
為制備根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑額外地可以使用至少一種其它二價(jià)或更多價(jià)的金屬硫酸鹽，以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)優(yōu)選為0.1至5重量％的量。特別優(yōu)選作為其它金屬硫酸鹽的是硫酸錳(II)。同樣適合的是硫酸鐵。
利用額外包含硅酸的根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑同樣得到穩(wěn)定的促進(jìn)劑和良好的結(jié)果。
“硅酸”的概念在全部本文獻(xiàn)中應(yīng)理解為一種硅酸，其包括除了正硅酸以外還包括所有形式的二氧化硅，亦即正硅酸的酸酐，原本的二氧化硅，還有膠體、沉淀的或熱解的硅酸或硅灰(Silicafume)。因此，在根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑中所用的硅酸是或者包含優(yōu)選膠體、沉淀的、熱解的硅酸或微硅粉(

)(硅灰)或者它們的混合物。特別適合的硅酸的實(shí)例是膠體硅酸、硅灰、

或

特別適用于本發(fā)明的硅酸具有致密或多孔的顆粒，典型的比表面積為50至1000m2/g，特別是80至500m2/g和粒度在4至1000nm，特別是7至500nm范圍內(nèi)。特別優(yōu)選的是膠體硅酸顆粒，所謂的納米顆粒。在根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑中所用的硅酸顆粒可能具有不同的尺寸分布。亦即在促進(jìn)劑中一般可以例如存在小的和大的硅酸顆粒。適用于本發(fā)明的硅酸顆粒還可以是例如通過化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)二氧化硅產(chǎn)品得到的沉淀產(chǎn)物。硅酸顆粒的表面還可以是化學(xué)改性的。
二氧化硅的含量，或者硅酸的固體含量以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)優(yōu)選為0.1至40重量％，優(yōu)選1至30重量％，更優(yōu)選3至20重量％，特別是6至15重量％。
硅酸優(yōu)選作為硅酸分散體存在并且包含硅酸顆粒。作為液態(tài)基質(zhì)特別使用水。特別優(yōu)選作為硅酸分散體的是硅溶膠。硅溶膠優(yōu)選包含膠體硅酸，特別是非晶態(tài)膠體硅酸，其粒度在4至1000nm，特別是在7至500nm范圍內(nèi)。所述硅溶膠典型的比表面積為50至700m2/g，特別是80至500m2/g。同樣特別適合作為硅酸分散體的是含有硅灰的分散體。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑優(yōu)選包含具有二氧化硅含量的硅溶膠，所述含量以硅溶膠的總重量計(jì)為1至60重量％，特別是5至50重量％，更優(yōu)選10至40重量％。
促進(jìn)劑中硅酸分散體，特別是硅溶膠的份額優(yōu)選為0.1至60重量％，特別是5至55重量％，以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)。特別優(yōu)選的促進(jìn)劑，其硅溶膠或硅灰分散體的份額大于20重量％，特別是具有23至55重量％的份額，更優(yōu)選具有25至40重量％的份額。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑還可以包含流化劑，特別是聚羧酸鹽，或者穩(wěn)定劑。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑當(dāng)然可以包含其它適合的、專業(yè)人員已知的添加劑。但是，它優(yōu)選不包含其它增稠劑或觸變劑。
優(yōu)選的根據(jù)本發(fā)明的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑可以由下列物質(zhì)制備(分別以促進(jìn)劑的總重量計(jì)的重量％) -40至60重量％硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)， -1至16重量％有機(jī)酸， -0至小于5重量％氫氧化鋁(Al(OH)3)， -0.1至10重量％氫氧化鎂， -0至10重量％烷醇胺， -0至5重量％其它二價(jià)或更多價(jià)金屬硫酸鹽， -0至35重量％二氧化硅， -0至8重量％甘油， -0至5重量％流化劑， -剩余量的水，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
為制備特別有利的硬化和固化促進(jìn)劑，基本上使用(重量％) -45至55重量％硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)，優(yōu)選51至55重量％， -1至10重量％有機(jī)酸，特別是2至7重量％， -0至3重量％氫氧化鋁(Al(OH)3)，特別是0至2重量％， -1至5重量％氫氧化鎂， -1至3重量％烷醇胺， -1至3重量％其它二價(jià)或更多價(jià)金屬硫酸鹽，特別是硫酸錳， -0至20重量％二氧化硅， -2至4重量％甘油， -0至3重量％流化劑， -剩余量的水，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.8，優(yōu)選小于0.7。
如果二氧化硅例如作為硅酸分散體，特別是作為硅溶膠存在，則水可以完全被預(yù)置入硅酸分散體中并且在促進(jìn)劑的制備的過程中不必使用額外的水。
與傳統(tǒng)的硬化促進(jìn)劑相比，在制備過程中所用的硫酸鋁的量增加且所用酸和特別是氫氧化鋁的量減少。甚至可以不用氫氧化鋁來制備促進(jìn)劑，這產(chǎn)生特別有利的促進(jìn)劑。利用包含較少量氫氧化鋁，特別是小于1重量％氫氧化鋁的促進(jìn)劑也將得到特別好的結(jié)果。在制備所述促進(jìn)劑時(shí)優(yōu)選使用最高10％的氫氧化鎂和/或相應(yīng)量的氧化鎂。其中，以總的促進(jìn)劑量計(jì)的純Mg的量為0至6重量％，優(yōu)選0.4至4.2重量％，更優(yōu)選0.8至2.9重量％，特別是1.3至2.1重量％。
通過增加的硫酸鹽含量和降低的鋁含量而將鋁和硫酸鹽的比例調(diào)節(jié)至小于0.83，優(yōu)選小于0.8，特別是小于0.7的值。
通過將制備過程中所用的鋁減少最高25％的量來促進(jìn)硫酸鹽穩(wěn)定性。這相對于由于促進(jìn)劑而大大惡化硫酸鹽穩(wěn)定性的傳統(tǒng)促進(jìn)劑來說是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。通過引入鋁使得硫酸鹽穩(wěn)定性降低特別是由此引起的，即，鋁酸鹽相對硫酸鹽特別具有親合力。額外的鋁增加了混凝土中鋁酸鹽相的份額，其隨后在已固化的混凝土上進(jìn)行外部硫酸鹽作用時(shí)，由于鈣鋁礬的形成(Ettringitbildung)而引起了嚴(yán)重的結(jié)晶壓力并且因此導(dǎo)致?lián)p傷。作為Al2O3給出的鋁含量因此優(yōu)選選擇小于14％，特別優(yōu)選小于13％和尤其小于12％的Al2O3。
如果在制備促進(jìn)劑時(shí)使用氫氧化鎂和/或氧化鎂，則通過氫氧化鎂和/或氧化鎂與有機(jī)酸的劇烈反應(yīng)大大升高混合物的溫度，從而不必加熱用于所述物料的水。隨后向所述已加熱的混合物中添加其它組分。但是，所述組分還可以以任意其它順序添加。這使得工藝簡化并且需要較少的能量。應(yīng)用鎂的附加優(yōu)點(diǎn)在于，通過鎂離子使得促進(jìn)劑具有明顯升高的儲存穩(wěn)定性。制備時(shí)氫氧化鎂的含量為1重量％時(shí)就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)良好的儲存穩(wěn)定性。在更高的含量下則儲存穩(wěn)定性為至少三個(gè)月。另外，減少鋁的量將對促進(jìn)劑的穩(wěn)定性有積極作用。通過降低的鋁量或減少的鋁和硫酸鹽的比例也將增加硫酸鹽穩(wěn)定性。
第一個(gè)小時(shí)和第一天內(nèi)的噴射混凝土耐壓強(qiáng)度的發(fā)展也受到積極影響，并且好于傳統(tǒng)上使用的促進(jìn)劑。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑可以例如作為溶液、分散體或粉末形式存在，其中優(yōu)選將作為粉末存在的促進(jìn)劑在應(yīng)用前溶解或分散在水中。
本發(fā)明還涉及用于促進(jìn)水硬性粘結(jié)劑硬化和固化的方法，以及由此制造的砂漿或混凝土，其特征在于，在包含水硬性粘結(jié)劑的混合物中添加以所述水硬性粘結(jié)劑的重量計(jì)，量為0.1至15重量％，特別是1至10重量％根據(jù)本發(fā)明的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑。
根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑可以用于促進(jìn)水硬性粘結(jié)劑、混合潛在的水硬性粘結(jié)劑或惰性填充物的水硬性粘結(jié)劑、砂漿或混凝土的凝固和固化。優(yōu)選的用途是在干式或濕式噴射方法后的噴射砂漿或噴射混凝土中，其中促進(jìn)劑在輸送管道、預(yù)潤濕噴口或噴嘴中、直接在混合中或者在拌和水中，添加或者計(jì)量加入到干燥的或與水拌和的粘結(jié)劑、砂漿或混凝土中。促進(jìn)劑優(yōu)選以溶液或分散體形式利用液體計(jì)量添加儀器來計(jì)量添加，粉末形式的促進(jìn)劑利用粉末計(jì)量添加儀器來計(jì)量添加。
可以通過根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑或者根據(jù)本發(fā)明的方法來促進(jìn)其固化和凝固的粘結(jié)劑的實(shí)例是水泥例如混合水泥、石灰、水硬性石灰和石膏，它們各自是單獨(dú)的或與潛在的水硬性粘結(jié)劑或惰性填料混合的，包含所述粘結(jié)劑的混合物的實(shí)例是砂漿和混凝土，特別是噴漿砂漿和噴漿混凝土。
此外，本發(fā)明的另一主題是包含可固化或者已固化的粘結(jié)劑的混合物，其包含根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑，特別是包含根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑的噴漿砂漿和噴漿混凝土。
通過使用根據(jù)本發(fā)明的硬化和固化促進(jìn)劑，使得相應(yīng)的粘結(jié)劑或包含這類粘結(jié)劑的混合物非?？斓哪?，并且達(dá)到高的初始強(qiáng)度和最終強(qiáng)度。凝固和固化促進(jìn)劑既不對加工者也不對環(huán)境造成腐蝕或毒性作用。
實(shí)施例 根據(jù)表1給出的值制備多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑試樣，其中使用含有17％Al2O3的硫酸鋁、85％的甲酸、以硅溶膠的重量計(jì)含有30重量％二氧化硅顆粒的硅溶膠以及作為氫氧化鋁的非晶態(tài)氫氧化鋁，并將它們與不含酸的對比實(shí)施例(B1)、含有大于16重量％酸的對比實(shí)施例(B3)和傳統(tǒng)的促進(jìn)劑(B2)進(jìn)行對比。作為傳統(tǒng)的促進(jìn)劑(B2)使用

F2000W(可從BK Giulini GmbH得到)。
表1試樣組成(重量％) 用于制備含有氫氧化鎂的促進(jìn)劑，水以不加熱形式存在。將氫氧化鎂懸浮在其中并且添加甲酸，由此升高溫度。之后加入硫酸鋁，如果有的話，加入氫氧化鋁和加入硫酸錳或硫酸鐵并且在升高的溫度下溶解。最后，如果存在的話添加甘油和二乙醇胺DEA。攪拌全部上述物質(zhì)直至反應(yīng)衰退且溫度在大約一個(gè)小時(shí)之后降至約40℃。產(chǎn)生溶液，該溶液根據(jù)組成也可以具有精細(xì)分散的顆粒。
為制備不含氫氧化鎂的促進(jìn)劑，水以預(yù)經(jīng)的加熱形式存在。將甲酸添加到水中并且隨后任選地添加氫氧化鋁。之后添加硫酸鋁、硫酸錳或硫酸鐵、甘油和二乙醇胺。攪拌全部上述物質(zhì)直至反應(yīng)衰退。
表2中示出所測量的試樣的鋁和硫酸鹽的摩爾比，以及鋁和有機(jī)酸，在此是甲酸的摩爾比。鋁和有機(jī)酸的摩爾比的值在此超過0.67，鋁和硫酸鹽的摩爾比的值低于0.83。還給出了不同實(shí)施例的鋁含量。
表2摩爾比 水硬性粘結(jié)劑中可以添加0.1至15重量％，特別是1至10重量％的根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑。
為測定根據(jù)實(shí)施例A1至A30以及對比實(shí)施例B1、B2和B3的根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑的性能，在砂漿混合物(粒度0至2.2mm，w/z＝0.48且1.0％

Visco

SC305(可從Sika Schweiz AG得到)中分別混入以所述水硬性粘結(jié)劑的含量計(jì)6％的促進(jìn)劑。作為水硬性粘結(jié)劑使用波特蘭水泥。利用針入度儀(Nadelpenetrometer)(MecmesinBFG500)和棱鏡(40x40x160mm)來進(jìn)行測試。利用液壓來測定所述棱鏡的耐壓硬度(表3)。
表3強(qiáng)度(MPa)和儲存穩(wěn)定性(天)沒有測量實(shí)施例A1至A8和B1及B2的儲存穩(wěn)定性。因?yàn)榇龠M(jìn)劑在制備中析出，不能測量對比實(shí)施例B3的強(qiáng)度。
令人驚奇地示出，由于硫酸鋁和鎂的高份額，盡管氫氧化鋁含量減少或缺失且酸份額減少，但在幾個(gè)小時(shí)至幾天之后的強(qiáng)度好于傳統(tǒng)已知的促進(jìn)劑，見表3。利用不含氫氧化鋁的促進(jìn)劑將得到特別好的結(jié)果。促進(jìn)劑中包含的氫氧化鋁越多，則1天或7天后強(qiáng)度降低得越多。此外，儲存穩(wěn)定性也降低了(見實(shí)施例A24和A25以及A29和A30)。
特別適合的是含有氫氧化鎂的促進(jìn)劑。由此可以得到具有特別良好儲存穩(wěn)定性的促進(jìn)劑，而不含氫氧化鎂的促進(jìn)劑雖然具有良好的強(qiáng)度值，但在幾天之后就析出了(見實(shí)施例A19)。
另外還示出，適合的促進(jìn)劑包含以所述促進(jìn)劑的總重量計(jì)小于16重量％，特別是小于10重量％的甲酸。含有17重量％甲酸(或20重量％的85％甲酸)的對比實(shí)施例B3包含大于16重量％的甲酸，在制備時(shí)析出并且不能作為促進(jìn)劑使用。不含酸的對比實(shí)施例B1在6小時(shí)或1天之后顯示出比根據(jù)本發(fā)明的促進(jìn)劑稍差的早期強(qiáng)度值。含有11.9重量％甲酸(或14重量％的85％甲酸)的實(shí)施例A18雖然顯示出良好的強(qiáng)度值，但是只能穩(wěn)定大約1周。利用包含1至7重量％的甲酸，更好的2至6重量％甲酸的促進(jìn)劑得到特別好的結(jié)果。例如含有1.7重量％(或2重量％的85％甲酸)或6.8重量％甲酸(或8重量％的85％甲酸)的實(shí)施例A16和A17顯示出良好的強(qiáng)度值。特別適合的是包含4.25重量％甲酸(或5重量％的85％甲酸)的促進(jìn)劑(見實(shí)施例A9)。其除了良好的強(qiáng)度值之外還顯示出有大于3個(gè)月的卓越的儲存穩(wěn)定性。
硅溶膠在促進(jìn)劑中的額外使用使得所述促進(jìn)劑既具有良好的強(qiáng)度值(實(shí)施例A27)也額外具有更好的儲存穩(wěn)定性(特別見相對于A17的實(shí)施例A28)。
不言而喻的，本發(fā)明不限于所示和所述的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1、用于水硬性粘結(jié)劑的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑，其包含硫酸鹽、鋁和以促進(jìn)劑的總重量計(jì)1至16重量％的有機(jī)酸，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
2、根據(jù)權(quán)利要求1的促進(jìn)劑，其特征在于，其包含以促進(jìn)劑的總重量計(jì)17至35重量％的硫酸鹽、3.2至9.5重量％的鋁和1至10重量％的有機(jī)酸。
3、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，鋁和有機(jī)酸的摩爾比大于0.67。
4、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，所述促進(jìn)劑不含氫氧化鋁。
5、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的用于水硬性粘結(jié)劑的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑，其可以由以促進(jìn)劑的總重量計(jì)至少40至60重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)和1至16重量％的有機(jī)酸來制備，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
6、根據(jù)權(quán)利要求5的促進(jìn)劑，其特征在于，在所述制備過程中使用均以促進(jìn)劑的總重量計(jì)至少45至55重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)和1至10重量％的有機(jī)酸。
7、根據(jù)權(quán)利要求5或6任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，在所述制備過程中存在以促進(jìn)劑的總重量計(jì)至少51至55重量％的硫酸鋁(Al2(SO4)3*14H2O)。
8、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，在所述制備過程中額外存在以促進(jìn)劑的總重量計(jì)0.1至10重量％，特別是1至5重量％的氫氧化鎂或相應(yīng)量的其它鎂鹽。
9、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.80，特別是小于0.7。
10、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，在所述制備過程中存在0.1至5重量％的至少一種其它二價(jià)或更高價(jià)金屬硫化物，特別是硫酸錳(II)和/或硫酸鐵。
11、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，所述有機(jī)酸是甲酸。
12、根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑，其特征在于，所述促進(jìn)劑包含硅酸，特別是膠體、沉淀的或熱解的硅酸或硅灰或它們的混合物。
13、用于促進(jìn)水硬性粘結(jié)劑硬化和固化的方法以及由此制備的砂漿或混凝土，其特征在于，將以所述水硬性粘結(jié)劑的重量計(jì)0.1至15重量％的根據(jù)權(quán)利要求1至12的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑添加到包含水硬性粘結(jié)劑的混合物中。
14、根據(jù)權(quán)利要求1至12的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑作為噴射混凝土或噴射砂漿中促進(jìn)劑的用途。
15、包含粘結(jié)劑的混合物，其特征在于，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至12中任一項(xiàng)的促進(jìn)劑。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于水硬性粘結(jié)劑的不含氟化物的硬化和固化促進(jìn)劑，其包含硫酸鹽、鋁和有機(jī)酸，其中鋁和硫酸鹽的摩爾比小于0.83。
文檔編號C04B103/12GK101605737SQ200880004729
公開日2009年12月16日 申請日期2008年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年2月13日
發(fā)明者H·斯庫爾科, F·沃姆巴切, B·林德拉爾, D·盧藤斯, R·弗拉特 申請人:Sika技術(shù)股份公司