СТРОИТЕЛЬНАЯ СМЕСЬ Российский патент 2004 года по МПК C04B28/26 C04B111/20 

Изобретение относится к строительным смесям для получения стойких к действию химикалий растворов. Строительная смесь согласно изобретению состоит из нескольких компонентов и затворяется предпочтительно водой.

Из европейского патента ЕР 0921106 А1 известна строительная смесь указанного выше типа. Эта известная строительная смесь содержит щелочно-силикатный компонент связующего средства, а также порошковые компоненты, представляющие собой смесь из активированного компонента диоксида кремния и активированного компонента оксида алюминия. Под активацией здесь понимается то, что компонент оксида алюминия (Al₂O₃) за счет тепловой обработки или размельчения переводится в реакционноспособное, активированное состояние. У этой известной строительной смеси пуццоланы или скрытогидравлические добавки должны быть заменены на активированные компоненты оксида алюминия компоненты. Эта известная строительная смесь имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что полученные из нее отвержденные продукты оставляют желать лучшего в смысле их химической стойкости. Это, в частности, относится к стойкости этих продуктов в только что изготовленном состоянии по отношению к воде и к стойкости этих продуктов по отношению к действию щелочных растворов.

Кроме того, строительная смесь указанного выше типа известна из патента США US-PS 4780142. Эта строительная смесь также характеризуется вышеперечисленными недостатками и поэтому тоже нуждается в улучшении.

Наиболее близким аналогом изобретения является строительная смесь для получения стойких к действию химикалий растворов, которая содержит, маc.%: жидкое стекло (в пересчете на порошок) 5,2-23,9; скрытогидравлическое связующее из группы “кирпичный порошок, шлак, силикатная пыль» 0,13-5,5; глиноземистый или магнезиальный цемент и управляющее средство 0,24-0,48 (оксид, гидроксид или галогенид металла, в том числе натрия или калия) (патент GB № 1153299 А, 29.05.1969).

Недостатком этой строительной смеси является то, что она не является стойкой к воздействию щелочных растворов.

В основу изобретения положена задача создания строительной смеси указанного выше типа, из которой могут быть изготовлены отвержденные продукты, которые отличались бы оптимальной стойкостью и прочностью при различных условиях и были бы очень стойкими к воздействию, в частности, воды, щелочных растворов, а также по отношению к кислотам.

Для решения этой задачи согласно изобретению строительная смесь для получения стойких к действию химикалий растворов, которая содержит от 2 до 20 вес.% порошка жидкого (растворимого) стекла, от 10 до 60 вес.%, по меньшей мере, одного скрытогидравлического связующего из группы “песок из гранулированного доменного шлака, летучая зола, трассовая мука, кирпичный порошок, горючий сланец” и, по меньшей мере, один цемент, причем эта смесь содержит в качестве управляющего средства от 0,05 до 10 вес.%, по меньшей мере, одного соединения металла из группы “гидроксид металла, оксид металла, углеродосодержащая соль металла, серосодержащая соль металла, азотсодержащая соль металла, фосфорсодержащая соль металла, галогенсодержащая соль металла”.

Под управляющим средством в рамках данного изобретения понимается субстанция, с помощью которой можно влиять на реакцию и соответственно которая может управлять реакцией между остальными компонентами строительной смеси при реакции отверждения.

При получении раствора строительная смесь предпочтительно затворяется водой. Однако в принципе в рамках данного изобретения также заложено применение затворяющей раствор жидкости, которая содержит не только воду. Приведенные далее данные весовых процентов (вес.%), которые относятся к составу строительной смеси, подразумевают строительную смесь до прибавления к ней затворяющей жидкости, т.е. воды. При этом в рамках данного изобретения заложено то, что данные вес.% всех компонентов этой строительной смеси суммируются соответственно в 100 вес.%. При этом в строительной смеси используется растворимое стекло в виде порошка.

Согласно особенно предпочтительной форме выполнения, которая в рамках данного изобретения имеет особенно большое значение, строительная смесь содержит песок из гранулированного доменного шлака в качестве скрытогидравлического связующего, в этом случае в качестве скрытогидравлического связующего может быть применен только песок из гранулированного доменного шлака. Согласно другой форме выполнения изобретения песок из гранулированного доменного шлака применяется в смеси с одним или несколькими скрытогидравлическими связующими. При этом особенно хорошо себя зарекомендовал в качестве скрытогидравлического связующего песок из гранулированного доменного шлака с примесью к нему летучей золы и/или трассовой муки. В рамках изобретения предусматривается применять в качестве скрытогидравлического связующего песок из гранулированного доменного шлака со степенью (тонкостью) измельчения, которая соответствует показателю 3.500 по Блайну или может превышать его.

В качестве цемента предпочтительно применяется портландцемент и/или шлакопортландцемент. При этом могут применяться портландцементы всех классов прочности. Преимущественно в строительной смеси применяется портландцемент с показателем Блайна около 4.000. Согласно изобретению предусмотрено, что строительная смесь содержит тонко измельченный шлакопортландцемент и/или сверхтонко измельченный песок из гранулированного доменного шлака с показателем 10.000 и выше по Блайну. Согласно одной из форм выполнения в строительной смеси согласно изобретению применяется портландцемент, и/или шлакопортландцемент, и/или сверхтонкомолотый цемент и/или сверхтонкоизмельченный песок из гранулированного доменного шлака с показателем Блайна между 10.000 и 14.000.

Предпочтительно строительная смесь содержит от 7 до 20 вес.% порошка растворимого стекла. В рамках изобретения также предусмотрено, что строительная смесь содержит более чем 7 вес.% порошка растворимого стекла. Предпочтительно в строительной смеси содержится до 12 вес.% порошка растворимого стекла. Целесообразнее всего под порошком жидкого стекла подразумевать порошок калиевого и/или натриевого растворимого стекла. В принципе пригодно также и литиевое растворимое стекло, однако из экономических соображений оно менее целесообразно. Предпочтительно в строительной смеси согласно изобретению применять порошок калиевого растворимого стекла. Модуль порошка растворимого стекла составляет предпочтительно от 1 до 4. Под модулем здесь нужно понимать молярное соотношение оксида щелочного металла и порошка жидкого стекла. Для порошка калиевого жидкого стекла под модулем понимается, таким образом, молярное отношение SiO₂ к К₂О, а для натриевого жидкого стекла в виде порошка под модулем понимается молярное отношение SiO₂ к Na₂O. Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения модуль порошка жидкого стекла должен быть больше 2, предпочтительно больше 3.

Целесообразно, чтобы строительная смесь содержала до 50 вес.% скрытогидравлического средства. Предпочтительно смесь содержит от 20 до 50 вес.%, более предпочтительно до 40 вес.% скрытогидравлического вяжущего средства.

Предпочтительно в строительной смеси в качестве дополнительного скрытогидравлического связующего содержится также силикатная пыль (микродинас, микрокварцевый песок, кварцевая пыль). В рамках данного изобретения предусмотрено также, что строительная смесь содержит в качестве скрытогидравлического связующего золу (пыль) электрофильтра.

Микродинас, соответственно силикатная пыль, определяется в рамках изобретения как скрытогидравлическое связующее, хотя в литературе вновь и вновь можно также найти установление связи с пуццолановыми веществами.

Преимущественно строительная смесь содержит от 1 до 20 вес.%, предпочтительно от 4 до 15 вес.% цемента. Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения строительная смесь содержит от 5 до 10 вес.% цемента.

Предпочтительный пример выполнения, который в рамках данного изобретения имеет особенно важное значение, характеризуется тем, что соединением металла является соединение щелочного металла. Под соединением щелочного металла здесь понимается соль, оксид или гидроксид щелочного металла.

Согласно предпочтительной форме выполнения изобретения соединением металла является, по меньшей мере, одно соединение из группы “соединение лития, соединение натрия, соединение калия”. При этом предпочтительно речь идет о соединении лития.

Согласно особенно предпочтительному примеру выполнения, имеющему очень важное значение в рамках данного изобретения, соединением металла является, по меньшей мере, одно соединение из группы “гидроксид металла, карбонат металла, сульфат металла”.

Преимущественно под соединением металла понимается, по меньшей мере, одно соединение из группы “гидроксид лития, карбонат лития, сульфат лития”. Согласно предпочтительному примеру выполнения под соединением металла понимается, по меньшей мере, одно соединение из группы “гидроксид натрия, карбонат натрия, сульфат натрия и/или гидроксид калия, карбонат калия, сульфат калия”.

Строительная смесь преимущественно содержит от 0,05 до 3 вес.% соединения металла. Согласно одному из примеров выполнения строительная смесь содержит от 0,05 до 2 вес.%, предпочтительно от 0,05 до 1 вес.% соединения металла. В рамках изобретения предусмотрено, что строительная смесь содержит от 0,1 до 2 вес.%, предпочтительно от 0,1 до 1 вес.% соединения металла. Согласно предпочтительному примеру выполнения изобретения в строительной смеси содержится от 0,1 до 1 вес.% гидроксида лития, и/или от 0,1 до 1 вес.% сульфата лития, и/или от 0,1 до 1 вес.% карбоната лития.

В рамках изобретения также предусмотрено, что строительная смесь согласно изобретению содержит, по меньшей мере, один наполнитель. Предпочтительно в строительной смеси предусмотрено от 20 до 80 вес.%, преимущественно от 40 до 60 вес.%, по меньшей мере, одного минерального наполнителя. В строительной смеси применяется преимущественно в качестве минерального наполнителя, по меньшей мере, одна субстанция из группы “кварцевый песок, барит, полевой шпат”. В рамках данного изобретения под кварцевым песком подразумевается также и используемая в качестве наполнителя кварцевая мука.

Согласно изобретению также предусмотрено, что в строительной смеси содержится по меньшей мере один красящий пигмент. Таким образом, могут быть получены окрашенные продукты, соответственно цветные растворы. Могут быть применены минеральные (неорганические) красящие пигменты на базе оксида железа и/или оксида титана. Преимущественно строительная смесь содержит от 1 до 10 вес.%, предпочтительно от 3 до 5 вес.%, по меньшей мере, одного красящего пигмента.

В строительной смеси содержатся предпочтительно дополнительные регулирующие средства и/или добавки. При этом в рамках изобретения предусмотрено, что строительная смесь содержит от 0,5 до 10 вес.%, предпочтительно от 1 до 3 вес.% других регулирующих средств и/или добавок. Под другими регулирующими средствами и/или добавками нужно понимать, в частности, водоотталкивающие средства, элюент (флюс), пеногаситель, ускоритель, удерживающие воду и тиксотропные средства.

В качестве элюента могут применяться, например, сульфаты меламина, сульфонаты лигнина, поликарбоксилаты и полиакрилаты.

В качестве элюента (флюса) преимущественно применяются поликарбокислоты.

Преимущественно в строительную смесь добавляются порошкообразный пеногаситель. В качестве ускорителя применяются предпочтительно кислоты, особенно лимонная и/или винная кислоты, а также фосфаты, например фосфаты алюминия.

В качестве удерживающего воду средства для строительной смеси согласно изобретению пригодны метилцеллюлоза, гидроксиэтилцеллюлоза или многоатомные спирты, как, например, неопентилгликоль.

В качестве тиксотропного средства может применяться пирогенная кремневая кислота или бентониты.

В рамках данного изобретения также предусмотрено улучшение свойств смеси согласно изобретению дисперсиями на основе чистого акрилата, стиролакрилата, винилацетатилена, стиролбутадиена и комбинации из них. Свойства строительной смеси могут быть также улучшены за счет введения соответствующих редиспергируемых порошков. В рамках изобретения предусмотрено добавлять в строительную смесь вплоть до 25 вес.% дисперсии и/или редиспергируемого порошка.

В основе изобретения лежит достижение того, что строительной смесью согласно изобретению достигнуты значительные преимущества по сравнению со строительными смесями согласно известному уровню техники. После затвердевания (схватывания) строительной смеси получаются продукты, которые отличаются оптимальной стойкостью в отношении воды, щелочных растворов и растворов кислот. Эти продукты обнаруживают также исключительно высокую стойкость по отношению к очень агрессивным химикалиям. В основу изобретения заложено достижение того, что за счет добавки солей металла согласно изобретению, предпочтительно солей щелочных металлов, обеспечивается возможность простым способом целенаправленно регулировать реакции схватывания смеси и тем самым получить продукты с устанавливаемыми, репродуцируемыми свойствами. Особенно важное значение в рамках данного изобретения имеет то, что к строительной смеси согласно изобретению могут без проблем добавляться также цементы, и, тем не менее, получаются продукты с указанными очень выгодными свойствами. Для известных из уровня техники строительных смесей из жидкого стекла и скрытогидравлического связующего до сих пор считается необходимым, что эти смеси по возможности должны быть бесцементными, чтобы получать продукты с удовлетворительными репродуцируемыми свойствами. Добавка цемента приводит в этих случаях к неконтролируемым реакциям затвердевания. В строительную смесь согласно изобретению, которая содержит прежде всего средство регулирования, напротив, могут целенаправленно добавляться цементы и могут быть получены продукты с желаемыми свойствами контролируемым и репродуцируемым образом. Изготовленные таким образом продукты оказываются неожиданным образом как кислотоустойчивыми, так и щелочеустойчивыми. Изготовленные с помощью строительной смеси согласно изобретению продукты оказываются достаточно стабильными даже по отношению к оксидирующим кислотам, как, например, серная или азотная кислота, а также по отношению к сильнощелочным растворам. Это относится также к растворителям и множеству других химикалий.

В остальном изготовленные из строительной смеси продукты (изделия) характеризуются исключительно высокой прочностью и являются устойчивыми в отношении обработки очистителями под высоким давлением. Кроме того, эти продукты отличаются очень высокой термостойкостью. При температурах до 500°С и более не возникает никаких вредных нарушений. Строительная смесь согласно изобретению характеризуется также относительно низкой теплотой гидратации при схватывании, благодаря чему имеет место очень незначительная склонность к образованию трещин и к усадке. Эта строительная смесь пригодна к производству стабильных при хранении сухих растворов заводского изготовления. Эта строительная смесь может быть простым способом затворена только лишь водой, при этом нет необходимости в каких-либо специальных смесителях и не требуется никаких особых затрат. Усадка смеси может быть осуществлена обычным методом нанесения. Нужно также отметить, что для этой строительной смеси применяется только лишь физиологически не вызывающее никаких сомнений сырье.

Строительная смесь согласно изобретению может использоваться различными способами. В рамках изобретения указывается ее использование в качестве раствора и шпаклевки. Нанесение смеси может осуществляться вручную, механически или способом торкретирования, соответственно центрифугированным способом. Далее, эта строительная смесь может также применяться в качестве клея для приклеивания облицовочных плиток и/или массы для заполнения швов. Кроме того, строительная смесь согласно изобретению пригодна в качестве покрытий полов для производственных (промышленных) помещений или бесшовного нанесения на поверхность покрытия различной толщины. Покрытия, изготовленные из строительной смеси согласно изобретению, наряду с высокой прочностью характеризуются также выгодным коэффициентом диффузии водяного пара, так что не возникает никакой опасности осмотического образования пузырей при обратном смачивании. Впрочем, покрытия, изготовленные из смеси согласно изобретению, стойки относительно воздействия ультрафиолетового (УФ) излучения и поэтому оптимально пригодны также для применения в наружных условиях. Поскольку в строительную смесь согласно изобретению могут добавляться соответствующие дисперсии или редиспергируемые порошки, могут быть получены эластичные, в частности, закрывающие трещины продукты. Такого рода продукты пригодны, в частности, для уплотнений и т.п.

Ниже изобретение более подробно поясняется на примере выполнения.

Целесообразно, когда строительная смесь согласно изобретению содержит от 2 до 20 вес.% порошка жидкого стекла, предпочтительно от 7 до 15 вес.%, особенно предпочтительно от 7 до 12 вес.% порошка жидкого стекла. При этом в качестве порошка жидкого стекла применяется предпочтительно порошок жидкого калийного стекла. Далее, целесообразно, когда строительная смесь содержит от 20 до 50 вес.%, предпочтительно от 30 до 40 вес.%, по меньшей мере, одного скрытогидравлического связующего. Предпочтительно строительная смесь согласно изобретению содержит в качестве скрытогидравлического компонента свыше 10 вес.% песка из гранулированного доменного шлака. Согласно одной из форм выполнения изобретения в строительную смесь добавляется песок из гранулированного доменного шлака в комбинации с, по меньшей мере, еще одним другим скрытогидравлическим связующим.

Далее целесообразно, когда в строительной смеси предусмотрено от 1 до 20 вес.%, предпочтительно от 4 до 15 вес.%, особенно предпочтительно от 5 до 10 вес.%, по меньшей мере, одного из цементов. В качестве цементов могут применяться портландцемент и/или шлакопортландцемент. Кроме того, строительная смесь согласно изобретению содержит преимущественно от 0,05 до 5 вес.%, предпочтительно от 0,1 до 3 вес.%, по меньшей мере, одного соединения щелочного металла в качестве регулирующего средства. В качестве соединения щелочного металла строительная смесь содержит, по меньшей мере, одно соединение из группы “соединение лития, соединение натрия, соединение калия”. Согласно особенно предпочтительной форме выполнения изобретения, что касается соединения щелочного металла, речь идет о, по меньшей мере, одном соединении из группы “гидроксид щелочного металла, карбонат щелочного металла, сульфат щелочного металла”. Согласно одной форме выполнения изобретения в строительной смеси содержится от 0,1 до 1 вес.%, предпочтительно от 0,4 до 0,6 вес.% гидроксида лития и/или от 0,1 до 1 вес.%, предпочтительно от 0,4 до 0,6 вес.% сульфата лития. В рамках изобретения также предусмотрено, что строительная смесь может содержать другие (приведенные выше) добавки и/или регулирующие средства.

Изобретение относится к строительным смесям для получения стойких к химикалиям растворов, в частности шпатлевки, клея, массы для заполнения швов, покрытий полов для производственных помещений и т.д. Строительная смесь для получения стойких к действию химикалий растворов содержит, вес.%: от 2 до 20 порошка растворимого стекла, от 10 до 60, по меньшей мере, одного скрытогидравлического связующего из группы: песок из гранулированного доменного шлака, летучая зола, трассовая мука, кирпичный порошок, горючий сланец и, по меньшей мере, один цемент, в качестве управляющего средства от 0,05 до 10, по меньшей мере, одного соединения металла из группы: гидроксид металла, оксид металла, углеродосодержащая соль металла, серосодержащая соль металла, азотсодержащая соль металла, фосфорсодержащая соль металла, галогенсодержащая соль металла. Предпочтительно она содержит, вес.%: от 7 до 20 порошка растворимого стекла, до 50 скрытогидравлического связующего и от 1 до 20, предпочтительно от 4 до 15 цемента, в качестве дополнительного скрыто-гидравлического связующего - силикатную пыль, соединением металла является соединение щелочного металла, предпочтительно гидроксид металла, карбонат металла, сульфат металла из группы: соединение лития, соединение натрия, соединение калия в количестве от 0,05 до 3. Технический результат - получение растворов с высокой прочностью, очень высокой стойкостью к воздействию щелочей, кислот и воды. 8 з.п. ф-лы.

1. Строительная смесь для получения стойких к действию химикалий растворов, причем указанная строительная смесь содержит от 2 до 20 вес.% порошка растворимого стекла, от 10 до 60 вес.%, по меньшей мере, одного скрытогидравлического связующего из группы “песок из гранулированного доменного шлака, летучая зола, трассовая мука, кирпичный порошок, горючий сланец” и, по меньшей мере, один цемент, причем эта смесь содержит в качестве управляющего средства от 0,05 до 10 вес.%, по меньшей мере, одного соединения металла из группы “гидроксид металла, оксид металла, углеродосодержащая соль металла, серосодержащая соль металла, азотсодержащая соль металла, фосфорсодержащая соль металла, галогенсодержащая соль металла”.2. Строительная смесь по п.1, отличающаяся тем, что она содержит от 7 до 20 вес.% порошка растворимого стекла.3. Строительная смесь по одному из п.1 или 2, отличающаяся тем, что она содержит до 50 вес.% скрытогидравлического связующего.4. Строительная смесь по одному из пп.1-3, отличающаяся тем, что в качестве дополнительного скрытогидравлического связующего она содержит также силикатную пыль.5. Строительная смесь по одному из пп.1-4, отличающаяся тем, что она содержит от 1 до 20 вес.%, предпочтительно от 4 до 15 вес.% цемента.6. Строительная смесь по пп.1-5, отличающаяся тем, что соединением металла является соединение щелочного металла.7. Строительная смесь по п.6, отличающаяся тем, что соединением металла является, по меньшей мере, соединение из группы “соединение лития, соединение натрия, соединение калия”.8. Строительная смесь по одному из пп.1-7, отличающаяся тем, что соединением металла является, по меньшей мере, соединение из группы “гидроксид металла, карбонат металла, сульфат металла”.9. Строительная смесь по одному из пп.1-8, отличающаяся тем, что она содержит от 0,05 до 3 вес.% соединения металла.