CN1714057A - 用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂，该硬化固化促进剂含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸铝、Al(OH)3氢氧化铝和无机酸。优选地，所述固化促进剂含有在水溶液中的10－50％的Al2(SO4)3硫酸铝、5－30％的Al(OH)3氢氧化铝和0.5－10％的无机酸。

Description

用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及如权利要求1前序部分所述的用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂。本发明还涉及如方法独立权利要求前序部分所述的用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂的制备方法。
背景技术
人们已经知道很多物质可以加速混凝土的硬化和固化。常用的物质为强碱性物质，如碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐和碱土金属氯化物等。然而，所述强碱性物质会对加工器产生不利影响，如产生烧蚀作用，并且这些强碱性物质还会降低混凝土的最终强度和耐用性。
欧洲专利第EP 0076927 B1号公开了据说可以克服上述缺陷的用于水硬性粘合剂的不含碱的硬化促进剂。为了加速水硬性粘合剂如水泥、石灰、水硬石灰、熟石膏、灰泥以及用它们制得的混凝土的硬化和固化，可将上述含有氢氧化铝的无碱硬化固化促进剂以基于所述粘合剂重量的0.5-10重量％的量加入到含有上述粘合剂的混合物中。
加速硬化和固化使得上述灰泥和混凝土特别适合用作喷雾灰泥(sparymortar)和喷雾混凝土。
欧洲专利第EP 0946451 B1号公开了溶解形式的用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂，所述溶解形式的硬化固化促进剂在喷雾混凝土时更易于混入到混凝土中。该硬化固化促进剂含有氢氧化铝、铝盐、有机羧酸和其它物质。然而，上述硬化固化促进剂具有溶液稳定性差的缺点。
发明内容
本发明的目的是获得具有高度加速作用和长寿命的用于本发明开头部分所述种类的水硬性粘合剂的硬化固化促进剂。
根据本发明，通过权利要求1所述的特征可实现上述目的。
本发明的优点在于可通过利用本发明的促进剂的方式获得高稳定性，也即促进剂溶液的稳定性，并获得对水硬性粘合剂硬化和固化的高度加速作用等。
由于其加速的硬化和固化行为，添加有本发明促进剂的水硬性粘合剂可以通过喷雾方便地进行处理。
从属权利要求中公开了本发明的进一步的优选实施方式。
具体实施方式
根据本发明，用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂含有：在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸铝、Al(OH)3氢氧化铝和无机酸。
根据本发明，所述硬化固化促进剂优选基本由水溶液中的下述物质组成(重量％)：
-10-50％的Al2(SO4)3硫酸铝，
-5-30％的Al(OH)3氢氧化铝，
-0.5-10％的无机酸，
-0-10％的烷基醇胺，
-0-5.0％的流化剂，
-0-20％的稳定剂。
至于无机酸，优选使用磷酸或硼酸，但也可能使用具有类似作用的其它无机酸，如硝酸和硫酸等。
优选使用的烷基醇胺是二乙醇胺。
优选使用聚羧酸酯(polycarboxylate)，特别是Sika ViscoCrete，具体地是Sika ViscoCrete20HE作为流化剂。
优选使用硅溶胶作为稳定剂。
特别优选的硬化固化促进剂基本由下述物质组成(重量％)：-30-50％的Al2(SO4)3硫酸铝，优选为40-45％，和/或
-5-20％的Al(OH)3氢氧化铝，优选为10-17％，和/或
-0.5-8％的无机酸和/或
-0-5％的烷基醇胺和/或
-0.1-3.0％的流化剂，优选为0.1-1.0％，和/或
-0-10％的稳定剂。
还优选加入0.5-10％的无机酸组份，如H3PO4磷酸和/或H3BO3硼酸，特别优选的范围是1-5％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0％的H3BO3硼酸。
在上述范围内制备了多个本发明所述促进剂样品。在下述实施例中给出了上述样品的组份。
实施例1：
将7.60千克Al(OH)3氢氧化铝加入到温度为70-80℃、由22.5千克含结晶水的硫酸铝Al2(SO4)3·14H2O与17.06千克水形成的溶液中，之后将1.14千克磷酸溶液(75％)、2千克硅溶胶(固含量为10％)和1.7千克缓蚀剂，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并搅拌半小时。
所得混合物的稳定性不少于70天。
实施例2：
将7.60千克Al(OH)3氢氧化铝加入到温度为70-80℃、由22.5千克含结晶水的硫酸铝Al2(SO4)3·14H2O与14.86千克水形成的溶液中，之后将2.84千克的磷酸溶液(75％)、0.5千克聚羧酸酯，如高效流化剂Sika ViscoCrete20HE和1.7千克缓蚀剂，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并搅拌半小时。
所得混合物的稳定性不少于70天。
实施例3：
将8.00千克Al(OH)3氢氧化铝加入到温度为70-80℃、由22.5千克含结晶水的硫酸铝Al2(SO4)3·14H2O与16.56千克水形成的溶液中，之后将1.14千克的磷酸溶液(75％)、0.1千克硼酸和1.7千克缓蚀剂，即90％二乙醇胺溶液，加入到所得溶液中，并搅拌半小时。
所得混合物的稳定性不少于70天。
实施例4
将8.10千克Al(OH)3氢氧化铝加入到温度为70-80℃、由20.60千克含结晶水的硫酸铝Al2(SO4)3·14H2O与21.00千克水形成的溶液中，之后将0.3千克硼酸加入到所得溶液中，并搅拌半小时。
所得混合物的稳定性不少于70天。
实施例5
将8.00千克Al(OH)3氢氧化铝加入到温度为70-80℃、由21.00千克含结晶水的硫酸铝Al2(SO4)3·14H2O与20.00千克水形成的溶液中，之后将1.00千克硼酸和0.50千克聚羧酸酯，如高效流化剂Sika ViscoCrete20HE，加入到所得溶液中，并搅拌半小时。
所得混合物的稳定性不少于70天。
可将0.1-10重量％的本发明所述促进剂加入到水硬性粘合剂中。
为了测定本发明实施例1-5中的促进剂的效力，将6重量％的上述实施例的促进剂各自混入到卜特兰水泥中，并测定它们的针入度(penetrometer)值。下表中示出了针入度值和达到200克、600克和2200克强度时各自所需的时间。针入度值是利用直径为3毫米的针和来自RMU的测试仪器进行测定的。
将没有加入促进剂的卜特兰水泥样品作为对比样，测定不加促进剂且无相应替代物时以及用相应量的水替代促进剂时相同样品组合物的针入度值。
  针入度值  200克  600克  2200克
  实施例1  5分钟  7分钟  15分钟
  实施例2  6分钟  8分钟  16分钟
  实施例3  6分钟  9分钟  20分钟
  实施例4  7分钟  14分钟  40分钟
  实施例5  12分钟  20分钟  55分钟
  没有促进剂的样品  450分钟  485分钟  540分钟
  没有促进剂但有等量水的样品  490分钟  522分钟  579分钟
按实施例1-5中所述方法制得的促进剂溶液因而显示出了令人满意的加速作用数值，并在相当长的时间内保持稳定。
本发明的促进剂还可用于除混凝土外的水硬性粘合剂，如混合性混凝土、石灰、水硬石灰、熟石膏、灰泥以及用它们制得的混凝土。
当然，本发明并不仅限于上面提供和描述的实施例。以水溶液形式存在的促进剂也可以以干燥后的形式使用，例如用公知的喷雾干燥法干燥。以这种方式获得的干燥粉末易溶于水，使用前先将其溶于水中，然后按液体促进剂的使用方式使用。按实施例1-5中所述方法制得的样品也可在从室温(RT)到90℃的温度范围内制得，但优选在50-80℃的范围内制备。

Claims (16)

1.一种用于水硬性粘合剂的硬化固化促进剂，该硬化固化促进剂含有在水溶液中的Al2(SO4)3硫酸铝、Al(OH)3氢氧化铝和无机酸。
2.根据权利要求1所述的硬化固化促进剂，其特征在于，硫酸铝的比例为10-50重量％和/或氢氧化铝的比例为5-30重量％和/或无机酸的比例为0.5-10重量％。
3.根据权利要求1或2所述的硬化固化促进剂，其特征在于，硫酸铝的比例为30-50重量％和/或氢氧化铝的比例为5-20重量％。
4.根据权利要求1、2或3所述的硬化固化促进剂，其特征在于，硫酸铝的比例为40-45重量％和/或氢氧化铝的比例为10-17重量％和/或无机酸的比例为0.5-8重量％。
5.根据上述权利要求中任意一项所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述无机酸含有1-5重量％的H3PO4磷酸和/或0.5-3.0重量％的H2BO3硼酸。
6.根据上述权利要求中任意一项所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述硬化固化促进剂含有0-10重量％的烷基醇胺和/或0-5.0重量％的流化剂和/或0-20重量％的稳定剂。
7.根据上述权利要求中任意一项所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述硬化固化促进剂含有0-5重量％的烷基醇胺和/或0-10重量％的稳定剂和/或0-3.0重量％的流化剂。
8.根据权利要求6或7所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述烷基醇胺为二乙醇胺。
9.根据权利要求6或7所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述稳定剂为硅溶胶。
10.根据权利要求6或7所述的硬化固化促进剂，其特征在于，所述流化剂为聚羧酸酯。
11.一种硬化固化促进剂的制备方法，其特征在于，将根据权利要求1-10中任意一项所述的以水溶液形式存在的硬化固化促进剂干燥，特别是通过喷雾干燥法干燥。
12.根据权利要求11所述的硬化固化促进剂的制备方法，其特征在于，将所得干燥的混合物在加入到水硬性粘合剂中之前先溶于水中。
13.一种权利要求1-10中任意一项所述的硬化固化促进剂的制备方法，其特征在于，在水溶液的制备和往水溶液产品中添加组份的过程中，将所述溶液加热至室温-90℃的范围内。
14.根据权利要求13所述的硬化固化促进剂的制备方法，其特征在于，将所述溶液加热至50-80℃。
15.一种加速水硬性粘合剂和灰泥或用它们制得的混凝土的固化的方法，其特征在于，将根据权利要求1-12中任意一项所述的硬化固化促进剂以0.1-10重量％的量加入到含有水硬性粘合剂的混合物中，其中所述重量百分比是基于水硬性粘合剂的重量。
16.权利要求1-12中任意一项所述的硬化固化促进剂在喷雾混凝土或喷雾灰泥中的应用。
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