СВЯЗУЮЩИЙ АГЕНТ, СОДЕРЖАЩИЙ ГЛИНУ Российский патент 2022 года по МПК C04B28/02 C04B14/10 

Изобретение относится к области связующих агентов, в частности, к вяжущим материалам для строительных изделий, таких как бетоны и строительные растворы. Бетоны и строительные растворы традиционно включают вяжущие материалы и заполнители. Вяжущие материалы могут быть органическими, в частности, на основе смол, но наиболее распространены гидравлические или негидравлические минеральные вяжущие материалы. Гидравлические минеральные вяжущие материалы (то есть, вяжущие материалы, которые затвердевают необратимо в контакте с водой, и могут затвердевать под водой) чаще всего представляют собой цементы, такие как портландцементы (потенциально с добавлением по меньшей мере одного другого компонента, выбранного из размолотых гранулированных доменных шлаков или пуццолановых соединений, таких как зольная пыль), цементы с высоким содержанием глинозема или сульфоалюминатные цементы. Негидравлические минеральные вяжущие материалы (то есть, вяжущие материалы, которые не могут затвердевать под водой) включают, в частности, воздушную известь и гипсовые вяжущие материалы (на основе сульфата кальция).

Теперь же существует потребность в вяжущих материалах, которые имеют как низкий «углеродистый след», так и являются нераздражающими. Для получения портландцементов, но также цементов с высоким содержанием глинозема или сульфоалюминатных цементов, требуется термическая обработка при очень высоких температурах, что обусловливает весьма высокие выбросы диоксида углерода. Кроме того, портландцемент является раздражающим для кожи и глаз.

Для удовлетворения этой потребности предметом настоящего изобретения является связующий агент, включающий:

- по меньшей мере одну сырую глину, включающую по меньшей мере один глинистый минерал, причем общее содержание по весу глинистого минерала составляет от 1% до 60% относительно веса связующего агента%;

- по меньшей мере один известняковый или доломитовый наполнитель;

- по меньшей мере один водоудерживающий агент;

- по меньшей мере одну добавку, выбранную из флоккулянтов, водоотталкивающих агентов, латексов, гидравлических связующих агентов, склеивающих веществ, и катионных поверхностно-активных веществ,

при условии, что, когда связующий агент включает гидравлический связующий агент, общее содержание по весу гидравлического связующего агента является меньшим, чем общее содержание по весу глинистого минерала.

В данном тексте уровни содержания, приведенные для компонентов связующего агента или строительного раствора, представляют уровни содержания по весу, выраженные относительно общего веса композиции связующего агента или композиции строительного раствора.

Неожиданно было обнаружено, что применение сырой глины в качестве преобладающего связующего агента, с небольшим количеством гидравлического связующего агента или вообще без него, обеспечивает хорошую эффективность. Например, в случае клеев для плитки получены хорошие значения адгезионной прочности при растяжении. Хотя гидравлические свойства у сырых глины отсутствуют, они оказались способными очень эффективно связывать заполнители строительного раствора или бетона.

Под глиной подразумевают порошкообразный материал, включающий главным образом по меньшей мере один глинистый минерал. Глина может состоять из одного глинистого минерала или многих глинистых минералов. В альтернативном варианте, глина может содержать, в дополнение к одному или многим глинистым минералам, другие минералы, например, такие как кварц, полевой шпат, слюда, и т.д. Это в особенности имеет место, когда глину получают размолом содержащей глину горной породы. Глина также может быть добыта из вынутого грунта, в частности, в результате строительных работ.

Глинистые минералы представляют собой гидратированные алюмосиликаты из семейства филлосиликатов. По меньшей мере один глинистый минерал предпочтительно выбирают из каолинита, смектитов (в частности, монтмориллонита, сапонита или бейделлита), иллита, сепиолита, аттапульгита (также известного как палыгорскит), гекторита и лапонита. Глина предпочтительно не включает волокнистые глинистые минералы.

Глинистые минералы структурированы в виде двумерных листочков, состоящих из слоев двух типов (тетраэдрических или октаэдрических слоев), которые соединены своими вершинами. В тетраэдрических слоях атомы кремния окружены четырьмя атомами кислорода, тогда как в октаэдрических слоях атомы металла, такого как алюминий, окружены шестью атомами кислорода. Вследствие очень высокой удельной площади поверхности своих структур глины способны обеспечивать обмены больших количеств катионов или анионов внедрением их между слоями или адсорбцией на поверхности слоев. В случае каолинита ионообменная способность остается низкой, и пространство между слоями занимают молекулы воды, которые удерживаются водородными связями между гидроксильными группами октаэдрических слоев и кислородом тетраэдрических слоев. В случае смектитов ионообменная способность является более высокой, поскольку катион алюминия в октаэдрическом слое листа был частично замещен двухвалентным катионом, таким как магний. В этом случае общий отрицательный заряд уравновешивается ионами натрия и/или кальция в межслойном пространстве. Поскольку слои удерживаются вместе друг с другом относительно слабыми силами, вода и прочие полярные молекулы способны проникать в межслойное пространство, что чаще всего приводит к изменению размеров всего материала в целом.

По меньшей мере одну сырую глину выбирают из каолинов и бентонитов, в частности, натриевых, кальциевых или магниевых бентонитов. Бентониты главным образом содержат монтмориллонит.

Связующий агент может содержать многочисленные глины или многочисленные глинистые минералы. В любом случае речь идет о совокупном содержании по весу глинистого минерала, которое должно рассматриваться, то есть, о сумме соответствующих уровней содержания по весу каждого из глинистых минералов, содержащихся в композиции связующего агента.

Общее содержание по весу глинистого минерала в вяжущем материале предпочтительно составляет по меньшей мере 2%, в частности, по меньшей мере 3%, или по меньшей мере 4%, или даже по меньшей мере 5%. Предпочтительны уровни содержания по меньшей мере 10%, в частности, по меньшей мере 12%, и даже по меньшей мере 14%. Содержание предпочтительно составляет не более 50%, в частности, не более 40%, или даже не более 30%, или не более 25%. Например, было обнаружено, что хорошие значения адгезионной прочности при растяжении, которые важны, когда связующий агент используют в композиции клея для приклеивания плитки, получают даже при низких уровнях содержания глинистого минерала, например, от около 10% до 30%, что демонстрирует неожиданно высокую способность сырых глины связывать заполнители.

Термин «наполнитель» понимают как имеющий отношение к порошкообразному материалу с таким распределением частиц по размеру в расчете на единицу объема, что значение D90 составляет ниже 250 мкм. Значение D50 предпочтительно составляет менее 20 мкм, и, в частности, ниже 10 мкм. Распределение частиц по размеру определяют лазерным анализом величины частиц.

Известняк главным образом состоит из карбоната кальция (кальцита) и доломитовой породы карбоната кальция-магния (доломита). Известняковый или доломитовый наполнитель предпочтительно включает по меньшей мере 80% по весу, в частности, по меньшей мере 90% по весу, кальцита или доломита.

Без намерения вдаваться в любую научную теорию, представлялось бы, что известняковые и доломитовые наполнители оказывают стабилизирующее действие на глину, и поставляют ионы щелочноземельных металлов, которые будут компенсировать заряды в глине. Поэтому наполнители играют активную роль в вяжущем материале согласно изобретению.

Содержание по весу известняковых и/или доломитовых наполнителей в вяжущем материале предпочтительно составляет между 10% и 90%, в частности, между 20% и 80%, или даже между 30% и 75%, включая предельные значения.

Водоудерживающий агент предпочтительно представляет собой простой эфир целлюлозы или простой эфир крахмала. Он позволяет улучшать консистенцию, в частности, технологичность, готового бетона или строительного раствора перед применением. Кроме того, водоудерживающий агент обеспечивает возможность предотвращать слишком быстрое высыхание глины. Простой эфир целлюлозы также является загустителем, и улучшает адгезионные свойства готового строительного раствора. Общее содержание по весу водоудерживающего агента в вяжущем материале предпочтительно составляет между 0,01% и 10%, в частности, между 0,05% и 5%, или даже между 0,1% и 3%, включая предельные значения.

Связующий агент дополнительно включает по меньшей мере одну добавку, выбранную из флоккулянтов, гидрофобных водоотталкивающих агентов, латексов, гидравлических связующих агентов, склеивающих веществ, и катионных поверхностно-активных веществ. Он может включать смесь нескольких из этих добавок, например, смесь одного или многих флоккулянтов и одного или многих водоотталкивающих агентов, смесь одного или многих флоккулянтов и одного или многих латексов, смесь одного или многих водоотталкивающих агентов и одного или многих латексов, или смесь этих шести добавок.

Общее содержание по весу этих добавок в вяжущем материале предпочтительно составляет между 0,05% и 40%, в частности, между 1% и 30%, или даже между 2% и 20%, или между 3% и 10%, включая предельные значения.

Флоккулянт, стимулируя агрегатирование частиц глины, улучшает когезию глинистого связующего агента, и тем самым механические свойства готовых бетона или строительного раствора.

Флоккулянт предпочтительно представляет собой поликатионный полимер, в частности, поличетвертичную соль аммония. Этот агент в особенности эффективен, когда по меньшей мере одна сырьеая глина представляет собой бентонит, вероятно, потому, что бентонит имеет относительно высокий заряд. Без намерения вдаваться в любую научную теорию, представлялось бы, что поликатионный полимер способен, без адсорбции на слоях, связывать мостиками многочисленные частицы друг с другом.

Поличетвертичная соль аммония предпочтительно имеет молекулярную массу между 10000 и 1000000. Она может быть получена реакцией поликонденсации между эпихлоргидрином и первичным или вторичным амином, например, диметиламином. Тогда функциональная группа четвертичного аммония (катионный центр) находится на основной цепи полимера. В альтернативном варианте, функциональная группа четвертичного аммония может находиться в боковых цепях. В этом случае поличетвертичная соль аммония может быть получена реакцией аллилхлорида с диметиламином.

Содержание по весу поликатионного полимера в вяжущем материале предпочтительно составляет между 0,05% и 30%, в частности, между 0,2% и 15%, или даже между 0,5% и 5%.

Флоккулянт также может быть источником поливалентных катионов. Поливалентный катион предпочтительно представляет собой катион щелочноземельного металла, в частности, кальция или даже магния. Другими поливалентными катионами являются, в частности, ионы алюминия, цинка и железа. Источник поливалентных катионов предпочтительно представляет собой гидроксид (например, гидроксид кальция) или соль, в частности, неорганическую соль, такую как сульфат, нитрат или даже хлорид.

Общее содержание по весу источника поливалентных катионов в вяжущем материале, в частности, соли или гидроксида кальция, предпочтительно составляет между 0,05% и 30%, в частности, между 1% и 20%, или, более того, между 2% и 10%, включая предельные значения.

Источники поливалентных катионов особенно эффективны, когда по меньшей мере одна сырьеая глина содержит каолинит.

Водоотталкивающий агент обеспечивает возможность улучшить водостойкость, и, в частности, адгезионную прочность при растяжении строительного раствора после погружения в воду, что является особенно благоприятным для вариантов применения в качестве клея для плитки. Его предпочтительно выбирают из восков, силиконов (например, полидиметилсилоксана), силанов, и стеаратов и олеатов цинка, кальция, магния или натрия. Воск предпочтительно находится в форме тонкоизмельченного порошка, с D50 от 2 мкм до 50 мкм. Например, воск представляет собой парафиновый воск. Общее содержание по весу водоотталкивающего агента в вяжущем материале предпочтительно составляет между 0,05% и 30%, в частности, между 1% и 25%, или даже между 2% и 20%, или между 3% и 15%, включая предельные значения.

Термин «латекс» понимают как имеющий отношение к водной дисперсии полимера или порошку, способному образовывать такую дисперсию (редиспергируемому порошку). Латекс предпочтительно основывается на сополимере этилена и винилацетата, на сополимере этилена и винилверсатата, или на сополимере стирола и бутадиена. Латекс имеет способность образовывать пленку, которая улучшает гибкость готового стоительного раствора или бетона в отвержденном состоянии, а также их адгезионные характеристики. Общее содержание по весу латекса в вяжущем материале предпочтительно составляет между 0,05% и 30%, в частности, между 0,5% и 20%, или даже между 1% и 10%, или между 2% и 5%, включая предельные значения.

Гидравлический связующий агент в пределах смысла изобретения понимают как связующий агент, выбранный из:

- портландцементов;

- размолотых гранулированных доменных шлаков с активатором;

- зольной пыли класса С;

- цементов с высоким содержанием глинозема;

- сульфоалюминатных цементов;

- белитовых цементов;

- гидравлической извести;

- фосфатных цементов (например, магнийфосфатных цементов).

Термин «портландцемент» понимают как имеющий отношение не только к цементам CEM I, но также к композитным портландцементам (CEM II, в том числе портландцементам с шлаком, с пирогенным кремнеземом, с пуццоланом, с зольной пылью, с кальцинированным кристаллическим сланцем, с известняком, и т.д.), к доменному цементу (CEM III), пуццолановым цементам (CEM IV), и к композитным цементам (CEM V), в пределах соответствия стандарту EN 197-1.

Размолотые гранулированные доменные шлаки считаются гидравлическими вяжущими материалами только в присутствии активаторов, например, щелочных активаторов, таких как силикат натрия или карбонат натрия. Предпочтительная смесь активаторов содержит силикат щелочного металла, триполифосфат щелочного металла и источник щелочноземельных элементов, например, известь.

Общее содержание по весу гидравлического связующего агента в вяжущем материале соответствует сумме соответственных долей по весу каждого из этих соединений или смесей соединений (в том числе, если это уместно, активатора для доменного шлака).

Общее содержание по весу гидравлического связующего агента может быть нулевым.

Для улучшения технологических характеристик готового строительного раствора или бетона после погружения в воду, связующий агент благоприятным образом включает по меньшей мере один из вышеуказанных гидравлических связующих агентов или смесь нескольких из вышеупомянутых гидравлических связующих агентов. В качестве примера, особенно благоприятным является присутствие высокоглиноземистого цемента.

Общее содержание по весу гидравлического связующего агента в вяжущем материале предпочтительно составляет не более 25% или не более 20%, в частности, не более 15% или не более 10%, или даже не более 4% или не более 2%. Может быть благоприятным содержание по меньшей мере 1%, в частности, по меньшей мере 2%, или даже по меньшей мере 4%.

Отношение общего содержания по весу гидравлического связующего агента к общему содержанию по весу глинистого минерала предпочтительно составляет не более 0,9, в частности, не более 0,8, и даже не более 0,7, или не более 0,6. Может быть благоприятным значение по меньшей мере 0,1, в частности, по меньшей мере 0,2.

Связующий агент предпочтительно либо не содержит портландцемент, либо содержит некоторое количество портландцемента, но с содержанием по весу не более 2%, и, в частности, не более 1%, чтобы сократить раздражающие действия. Это содержание благоприятным образом может быть нулевым. Однако содержание по меньшей мере 0,2%, в частности по меньшей мере 0,4%, например, между 0,6% и 2%, является благоприятным по соображениям характеристик готового строительного раствора или бетона после погружения в воду, без проявления чрезмерного негативного действия на раздражающий характер строительного раствора или бетона.

Склеивающие вещества предпочтительно выбирают из амилозы, амилопектина и их производных. Эти два агента вносят добавлением крахмала, например, пшеничного крахмала. Этот крахмал может быть модифицирован так, чтобы изменить температуру его желатинирования и его действие нв вязкость. Крахмал может быть подвергнут обработке в стадии предварительного желатинирования. Склеивающие вещества позволяют улучшить механические характеристики и водостойкость связующих агентов.

Катионные поверхностно-активные вещества позволяют стабилизировать связующий агент во влажной окружающей среде, в частности, обратимым внедрением между слоями заряженных глин или абсорбцией на поверхности слоев, придавая гидрофобность ионообменным поверхностям глин.

Катионные поверхностно-активные вещества предпочтительно представляют собой соли (в частности, иодиды или бромиды) четвертичного аммония или фосфония. В частности, могут быть перечислены соли тетраэтилфосфония, тетрабутилфосфония, тетрагексилфосфония или тетраоктилфосфония, бромид цетилтриметиламмония, бромид тетрадецилтриметиламмония, дихлорид бутилдиаммония, бромид гексадецилтриметиламмония, хлорид диаллилдиметиламмония, хлорид додецилтриметиламмония, ацетат тетраметиламмония, хлорид бензилтриэтиламмония, бромид тетраэтиламмония и хлорид тетра-н-бутиламмония.

Связующий агент может принимать форму смеси сухих порошков, готовых к смешению, необязательно, с добавлением заполнителей, во время или до смешения. В этом случае латекс присутствует в смеси в форме редиспергируемого порошка.

Еще одним предметом изобретения является строительный продукт, в частности, бетон или строительный раствор, включающий связующий агент согласно изобретению, и, необязательно, заполнители. Строительный продукт также может быть литым фасонным изделием.

Строительный раствор предпочтительно представляет собой фасадный штукатурный раствор, адгезивный строительный раствор, стяжку, строительный раствор для базового слоя наружной изоляционной системы или жидкий раствор. Строительный раствор согласно изобретению предпочтительно представляет собой адгезивный строительный раствор, более конкретно клей для приклеивания плитки. Строительный раствор предпочтительно находится в форме смеси сухих порошков, готовых к смешению с примешиванием жидкости, в частности, воды. Смесевое отношение предпочтительно составляет между 5% и 40%, в частности, между 10% и 30%, включая предельные значения.

Бетон или строительный раствор предпочтительно не включает иной связующий агент, нежели связующий агент согласно изобретению. Бетон или строительный раствор благоприятным образом состоит из связующего агента согласно изобретению и заполнителей.

Заполнители предпочтительно представляют собой пески, в частности, кремнистые или известковые пески. Общее содержание по весу заполнителей в строительном растворе или бетоне (за исключением известняковых или доломитовых наполнителей, которые образуют часть связующего агента) предпочтительно составляет между 5% и 85%, и, в частности, между 10% и 70%, включая предельные значения.

Известковые пески являются предпочтительными, поскольку они обеспечивают, в контексте заявки в качестве адгезивного строительного раствора, гораздо лучшую адгезионную прочность при растяжении после погружения в воду. Без намерения вдаваться в любую научную теорию, представлялось бы, что ионы кальция, поставляемые известковыми песками, влияют на уплотненность глины, и что абсорбция воды частицами известняка укрепляет кристаллическую решетку глины посредством водородных связей, образованных поглощенной водой.

Строительный раствор предпочтительно представляет собой сухую строительную смесь.

Строительный раствор, в частности, сухая строительная смесь, предпочтительно включает от 2% до 10%, в частности, от 3% до 8%, глинистого минерала, от 10% до 30%, в частности, от 12% до 25%, известнякового или доломитового наполнителя, и от 50% до 85%, в частности, от 55% до 80%, песка, в частности, известкового песка. Содержание водоудерживающего агента предпочтительно составляет между 0,1% и 1%. Строительный раствор предпочтительно включает латекс с содержанием по весу между 1% и 5%. Строительный раствор предпочтительно включает водоотталкивающий агент с содержанием между 2% и 8%.

Связующий агент, или бетон или строительный раствор, может включать другие добавки, например, волокна (минеральные или органические волокна, например, стеклянные волокна, целлюлозные волокна, или натуральные волокна, такие как льняные или конопляные волокна), легковесные заполнители (например, перлит, вермикулит, вспученную кальцинированную глину, пеностекло), водопоглощающие агенты (в частности, пластификаторы или суперпластификаторы, такие как лигносульфонаты, поликарбоксилаты, полимеламинсульфонаты, полинафталинсульфонаты), пигменты, биоциды, поверхностно-активные вещества, или суперабсорбенты (например, на основе полиакрилатов натрия).

Содержание по весу волокон в бетоне или строительном растворе предпочтительно составляет не более 10%, и, в частности, 5%.

Связующий агент согласно изобретению, благодаря высокой эффективности, которую он придает строительному раствору в плане адгезионной прочности при растяжении, является в особенности пригодным для получения клеев для приклеивания плитки.

Поэтому изобретение также относится к способу укладки плиток на основание, включающему стадию нанесения на плитки или тому подобные и/или на указанное основание по меньшей мере одного слоя пасты, полученной смешением адгезивного строительного раствора согласно изобретению или адгезивного строительного раствора, включающего связующий агент согласно изобретению, с примешиваемой жидкостью. Изобретение также относится к применению адгезивного строительного раствора согласно изобретению или адгезивного строительного раствора, включающего связующий агент согласно изобретению, в качестве плиточного клея для приклеивания плиток или тому подобных к основанию.

Основание, как правило, представляет собой стену или перегородку, или пол, например, стяжку.

Плитки или тому подобные могут быть изготовлены из различных материалов, таких как керамические материалы, керамические изделия, цемент, камень, мрамор, и т.д. Клей может быть нанесен, например, с помощью зубчатого шпателя для клея, теркой, кельмой или зазубренным скребком.

Кроме того, связующий агент весьми пригоден для получения базового слоя наружной изоляционной системы. Такая система включает, от изолируемой стены (как правило, кирпичной стены), изоляционную панель (например, выполненную из минеральной ваты или полистирола), которую соединяют или механически прикрепляют к указанной стене, базовый слой, включающий армирование, которое обычно выполнено из стеклянных волокон, и затем по меньшей мере один слой отделочной штукатурки.

Нижеследующие примеры представляют неограничивающую иллюстрацию изобретения. Композиции и их свойства приведены ниже в таблицах 1-7. Примеры, для которых ссылочное обозначение начинается с буквы С, представляют собой сравнительные примеры.

Таблицы приводят композиции сухих строительных смесей, которые получают смешением связующих агентов согласно изобретению с заполнителями (в этом примере кремнистыми или известковыми песками). Поэтому уровни содержания выражены как процентные доли по весу относительно общего веса композиции строительной смеси. Затем сухую строительную смесь смешивают с водой, причем смесевое отношение соответствует количеству добавленной воды относительно веса сухой строительной смеси.

Строительные растворы, приведенные в качестве примеров, особенно пригодны в качестве плиточных клеев. Адгезионную прочность при растяжении измеряют согласно стандарту EN 12004-2, через семь дней, если не оговорено иное. Используемая плитка представляет собой плитку типа BIa в пределах соответствия стандарту EN 14411, и поэтому проявляет водопоглощение не более 0,5%.

Воск 1 представляет собой микронизированный воск Ceretan MX 2919, продаваемый фирмой Münzing. Воск 2 представляет собой воск, продаваемый под названием HydroWax 170 фирмой Sasol Wax.

Латекс 1, основанный на сополимере этилена и винилацетата, имеется в продаже на рынке с наименованием Vinnapas 5010 N от фирмы Wacker. Латекс 2, основанный на сополимере стирола и акрилата, имеется в продаже на рынке с наименованием Acronal S 735 P от фирмы BASF. Эти два латекса находятся в форме редиспергируемого порошка.

Продукт, обозначенный как «Поликатион», представляет собой флоккулянт типа поличетвертичной соли аммония, продаваемый под наименованием Floset EVA 45P фирмой SNF.

Портландцемент представляет собой цемент CEM I 52.5 R от фирмы Heidelberg. Высокоглиноземистый цемент имеется в продаже на рынке от фирмы Kerneos с наименованием Ternal White.

«Na-бентонит» представляет собой натриевый бентонит, и «Mg-бентонит» представляет собой магниевый бентонит.

Известняковый наполнитель 1 имеет D10 1,8 мкм, D50 8,8 мкм, и D90 34 мкм. Известняковый наполнитель 2 имеет D10 1,6 мкм, D50 5,2 мкм, и D90 21 мкм.

Кремнистые пески различаются по размеру их частиц. Песок 1 имеет D10 260 мкм, D50 520 мкм, и D90 820 мкм. Песок 2 имеет D10 180 мкм, D50 280 мкм, и D90 450 мкм. Песок 3 имеет D10 85 мкм, D50 154 мкм, и D90 273 мкм. Поэтому песок 1 является наиболее крупнозернистым, и песок 3 наиболее тонкодисперсным.

Известковый песок имеет D10 11 мкм, D50 78 мкм, и D90 275 мкм.

Таблица 1

1 2 3 Связующий агент Каолинит 5,1 5,2 5,2 Известняковый наполнитель 1 21,4 21,8 21,4 Простой эфир целлюлозы 0,5 0,5 0,5 Воск 1 1,9 - 2,0 Латекс 1 1,0 - - Поликатион - 1,0 0,5 Заполнители Кремнистый песок 1 70,1 71,5 70,2 Смесевое отношение 23% 24% 23% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²) 0,9 0,8 0,8

Таблица 2

4 5 6 7 Связующий агент Каолинит 5,1 5,3 5,0 4,9 Известняковый наполнитель 1 21,2 17,0 21,0 20,2 Простой эфир целлюлозы 0,5 0,5 0,5 0,5 Ca(OH)₂ - 5,0 - - Воск 1 1,9 - - - Воск 2 - - 5,0 8,3 Латекс 1 1,0 - - - Поликатион 0,5 - - - Заполнители Кремнистый песок 1 69,8 - - - Кремнистый песок 2 - 72,2 68,5 66,1 Смесевое отношение 23% 17% 16% 15% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²) 0,9 0,8 0,9 1,0

Таблица 3

8 9 10 11 Связующий агент Бентонит 5,2 - - - Каолинит - 5,2 5,2 5,0 Известняковый наполнитель 1 21,8 21,8 21,8 21,0 Простой эфир целлюлозы 0,5 0,5 0,5 0,5 Ca(OH)₂ - 1,0 - - Поликатион 1,0 - - - Портландцемент - - 1,0 - Высокоглиноземистый цемент - - - 4,8 Заполнители Кремнистый песок 2 71,5 71,5 71,5 68,8 Смесевое отношение 24% 17% 18% 18% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²) 0,6 0,8 0,6 0,7

Таблица 4

C1 C2 C3 C4 Связующий агент Каолинит 5,3 29,3 5,3 Известняковый наполнитель 1 22,0 22,0 - 22,0 Простой эфир целлюлозы 0,5 - 1,8 0,5 Заполнители Кремнистый песок 2 77,5 72,7 68,9 72,2 Смесевое отношение 22% 18,8% 30% 21% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²) 0 0 0,08 0,4

Сравнительные примеры от С1 до С4 не обеспечивают достижения требуемой эффективности в плане адгезионной прочности при растяжении плиточных клеев (минимум 0,5 Н/мм²), в отличие от примеров согласно изобретению.

В отсутствие глины (пример С1) или простого эфира целлюлозы (пример С2) строительный раствор не проявляет адгезивных свойств. Адгезия почти не присутствует в случае примера 3, который содержит очень большое количество сырой глины и не включает известняковый наполнитель. Отсутствие добавки препятствует достижению высокой эффективности действия в примере С4.

Также провели испытания механической прочности после погружения в воду. Для этого изготовили испытательные образцы в форме параллелепипедов с размерами 2×2×10 см³ отверждением композиций строительных растворов в формах в течение 14 дней, и затем погрузили испытательные образцы в воду в течение трех, семи и 14 дней. Измеряли твердость при вдавливании с использованием пенетрометра и в соответствии с усилием, которое прилагалось для продавливания конического индентора через испытательный образец. Испытанные композиции приведены ниже в таблице 5. Композиция примера 12 соответствует композиции сравнительного примера С5 с добавлением, относительно последней, 5% воска и 5% высокоглиноземистого цемента.

Таблица 5

C5 12 13 Связующий агент Каолинит 5,3 4,8 9,6 Известняковый наполнитель 1 22 20 19,1 Простой эфир целлюлозы 0,5 0,5 0,3 Воск 2 - 4,5 4,3 Высокоглиноземистый цемент - 4,5 8,7 Заполнители Кремнистый песок 1 72,2 65,6 58 Смесевое отношение 16% 16% 18%

В случае (сравнительного) примера С5 твердость при вдавливании является нулевой. Однако для примера 12 твердость при вдавливании составляет 0,3 Н/мм² после трех, семи и 14 дней погружения. Твердость при вдавливании после трех дней погружения составляет 0,6 Н/мм² в случае примера 13. Поэтому добавление гидравлического связующего агента позволяет значительно улучшить механические свойства после погружения в воду.

Таблица 6

14 15 16 17 18 19 Связующий агент Каолин 5,3 5,3 5,0 5,3 5,3 4,9 Известняковый наполнитель 2 22,0 22,0 21,0 19,0 19,0 20,4 Простой эфир целлюлозы 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 0,3 Воск 2 5,0 5,0 4,8 5,0 5,0 4,6 Латекс 2 - - - 3,0 3,0 2,8 Заполнители Кремнистый песок 2 67,4 - - 67,4 - - Кремнистый песок 3 - - 69,0 - - 67,0 Известковый песок - 67,4 - - 67,4 - Смесевое отношение 21% 26% 22% 20% 24% 21% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²), 7 дней 0,6 0,7 0,9 0,9 1,4 1,3 Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²), 28 дней 0,6 0,8 - 1,1 1,4 - Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²), 24 часа в воде 0 0,2 - 0 0,7 - Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²), 21 день в воде 0 0,2 - 0 0,5 -

Примеры в таблице 6 показывают благоприятное влияние известковых песков сравнительно с кремнистыми песками на адгезионную прочность при растяжении после погружения в воду. Добавление латекса, а также применение более тонкодисперсного кремнистого песка, позволяет улучшить адгезионную прочность при растяжении.

Таблица 7 сравнивает различные глины друг с другом.

Таблица 7

20 21 22 23 Связующий агент Аттапульгит 5,2 - - - Na-бентонит - 5,2 - - Сепиолит - - 5,2 - Mg-бентонит - - - 5,2 Известняковый наполнитель 1 21,6 21,6 21,6 21,6 Простой эфир целлюлозы 0,3 0,3 0,3 0,3 Ca(OH)₂ 1,0 1,0 1,0 1,0 Поликатион 1,0 1,0 1,0% 1,0 Заполнители Кремнистый песок 2 70,9 70,9 70,9 70,9 Смесевое отношение 27 26 25% 25% Адгезионная прочность при растяжении (Н/мм²) 0,7 0,6 0,8 0,7

Изобретение относится к области связующих агентов, в частности к вяжущим материалам для строительных изделий, таких как бетоны и строительные растворы. Технический результат заключается в повышении технологических характеристик готового строительного раствора или бетона, таких как водостойкость и адгезионная прочность. Связующий агент включает по меньшей мере одну сырую глину, включающую по меньшей мере один глинистый минерал, причем общее содержание по весу глинистого минерала составляет от 1% до 60% относительно веса связующего агента, по меньшей мере один известняковый или доломитовый наполнитель; по меньшей мере один водоудерживающий агент; по меньшей мере одну добавку, выбранную из флокулянтов, гидрофобных водоотталкивающих агентов, латексов, гидравлических связующих агентов, склеивающих веществ и катионных поверхностно-активных веществ, при условии, что, когда связующий агент включает гидравлический связующий агент, общее содержание по весу гидравлического связующего агента является меньшим, чем общее содержание по весу глинистого минерала. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 табл.

1. Связующий агент, включающий:

- по меньшей мере одну сырую глину, включающую по меньшей мере один глинистый минерал, причем общее содержание по весу глинистого минерала составляет от 1% до 60% относительно веса связующего агента, причем глина свободна от волокнистых глинистых минералов;

- по меньшей мере один известняковый или доломитовый наполнитель;

- по меньшей мере один водоудерживающий агент;

- по меньшей мере одну добавку, выбранную из флокулянтов, водоотталкивающих агентов, латексов, гидравлических связующих агентов и катионных поверхностно-активных веществ,

при условии, что, когда связующий агент включает гидравлический связующий агент, общее содержание по весу гидравлического связующего агента является меньшим, чем общее содержание по весу глинистого минерала.

2. Агент по п. 1, в котором общее содержание по весу гидравлического связующего агента составляет не более 25%.

3. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором связующий агент свободен от портландцемента или имеет содержание по весу портландцемента, которое составляет не более 2%.

4. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором по меньшей мере один глинистый минерал выбран из каолинита, смектитов, иллита, гекторита и лапонита.

5. Агент по п.4, в котором по меньшей мере одна сырая глина выбрана из каолинов и бентонитов.

6. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором общее содержание по весу глинистого минерала составляет между 5% и 50%, в частности между 10% и 30%.

7. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором флокулянт представляет собой поликатионный полимер, в частности поличетвертичную соль аммония.

8. Агент по любому из пп. 1-6, в котором флокулянт представляет собой источник поливалентных катионов, в частности источник кальция или магния.

9. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором водоотталкивающий агент выбран из восков, силиконов, силанов и стеаратов и олеатов цинка, кальция, магния или натрия.

10. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором водоудерживающий агент представляет собой простой эфир целлюлозы или простой эфир крахмала.

11. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором катионные поверхностно-активные вещества представляют собой соли четвертичного аммония или фосфония.

12. Агент по любому из предшествующих пунктов, в котором связующий агент имеет форму смеси сухих порошков.

13. Строительный продукт, в частности бетон или строительный раствор, такой как фасадный штукатурный раствор, адгезивный строительный раствор, стяжка, строительный раствор для базового слоя наружной изоляционной системы или жидкий раствор, включающий связующий агент по любому из предшествующих пунктов и, необязательно, заполнители.

14. Продукт по п.13, в котором заполнители включают известковые пески.

15. Продукт по любому из пп. 13 и 14, в котором строительный продукт представляет собой сухую строительную смесь, включающую от 2% до 10% глинистого минерала, от 10% до 30% известнякового или доломитового наполнителя и от 50% до 85% песка, в частности известкового песка.