用于礦物粘結(jié)劑組合物的引氣劑的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及制備礦物粘結(jié)劑組合物，特別是混凝土或砂漿組合物的方法，其中至 少一種礦物粘結(jié)劑與水拌和并且其中在拌和所述礦物粘結(jié)劑組合物之前和/或過(guò)程中加入 引氣劑。此外，本發(fā)明還涉及引氣劑在礦物粘結(jié)劑中引入氣孔和/或改善融雪鹽耐受性的用 途。本發(fā)明的其他主題涉及含有引氣劑和礦物粘結(jié)劑組合物的組合物。 現(xiàn)有技術(shù)
[0002] 為了例如改善可加工性或?yàn)榱诉_(dá)到足夠的融雪鹽耐受性，礦物粘結(jié)劑組合物，特 別如混凝土和砂衆(zhòng)必須被引入氣體(b e 1 ? f t e t)。
[0003] 水具有在結(jié)冰時(shí)膨脹的特性。因此，在粘結(jié)劑組合物中，在低于0°C的冷卻時(shí)，液態(tài) 水被凍結(jié)的水?dāng)D壓，其中產(chǎn)生靜水壓力。如果在此過(guò)程中超過(guò)了所述粘結(jié)劑組合物的拉伸 強(qiáng)度，那么就會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)位甚至直至體系的破壞。
[0004] 如果所述粘結(jié)劑組合物在拌和時(shí)被加入了引氣劑，那么可以產(chǎn)生穩(wěn)定的氣孔，其 即使在固化后在粘結(jié)劑組合物中仍然存在。
[0005] 現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了不同的引氣劑，例如不同的陽(yáng)離子、陰離子和非離子的表面活性 劑或者妥爾油（參見(jiàn)例如WO 95/26936、CH 689619和DE 195 28 912)。
[0006] 同樣地，在實(shí)踐中使用固態(tài)的引氣劑例如產(chǎn)品Sika?_Aer Solid(Sika Schweiz AG)，其由聚合物包裹的空氣中空球組成。
[0007] 但是，已知的引氣劑具有各種缺點(diǎn)。特別有問(wèn)題的是通常相對(duì)高的引氣劑的劑量 敏感性。所以引氣劑所需的量通常與混合程序、使用的粘結(jié)劑、骨料、拌和水的質(zhì)量、運(yùn)輸時(shí) 間或在加工粘結(jié)劑組合物時(shí)的粘度密切相關(guān)。
[0008] 具體地，在使用液態(tài)引氣劑時(shí)必須對(duì)每次使用單獨(dú)調(diào)整劑量，并且必須進(jìn)行全面 的質(zhì)量控制。這造成了大量的支出和相應(yīng)的花費(fèi)。
[0009] 相對(duì)于液態(tài)引氣劑，更新的產(chǎn)品如Sik.a?Aer Solid具有優(yōu)點(diǎn)，即氣孔以已經(jīng)預(yù)形 成的形式加入并因此與粘結(jié)劑有關(guān)的敏感性是更低的。但是不利的是，在混合過(guò)程中一部 分固態(tài)氣孔被破壞。其比例隨著混合器類(lèi)型、混合時(shí)間、混合物的粘度以及骨料的形式而波 動(dòng)。
[0010] 因此，使用迄今的措施在礦物粘結(jié)劑中達(dá)到足夠的融雪鹽耐受性是相對(duì)昂貴的。 因此一如既往地，存在對(duì)改善礦物粘結(jié)劑組合物的融雪鹽耐受性、盡可能少地具有或完全 沒(méi)有上述缺點(diǎn)的新解決方案的需求。
[0011] 發(fā)明概述
[0012] 因此，本發(fā)明的目的是克服前述的缺點(diǎn)。因此，應(yīng)該提供改善礦物粘結(jié)劑組合物的 融雪鹽耐受性的新的解決方案。特別地，所述解決方案應(yīng)該盡可能與各個(gè)加工方法或特殊 的粘結(jié)劑組成無(wú)關(guān)地起作用，并且可以實(shí)現(xiàn)具有盡可能高的融雪鹽耐受性的礦物粘結(jié)劑組 合物的制備。
[0013] 出人意料地發(fā)現(xiàn)，此目的可以通過(guò)根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備礦物粘結(jié)劑組合物 的方法實(shí)現(xiàn)。
[0014] 因此，本發(fā)明的核心是將顆粒形式的還原劑作為引氣劑，其中還原劑的平均顆粒 尺寸小于25μπι。所述引氣劑在拌和之前和/或過(guò)程中加入到礦物粘結(jié)劑組合物的至少一種 組分中。
[0015] 已經(jīng)出人意料地表明，由此在不同的礦物粘結(jié)劑組合物中可以實(shí)現(xiàn)出色的融雪鹽 耐受性。這可以歸因于具有范圍在20-300μπι(直徑）的限定尺寸的氣孔的極其均勻的分布。 在此，所述引氣劑基本上與各個(gè)粘結(jié)劑組成和拌和時(shí)的特定的混合方法無(wú)關(guān)地起作用。因 此，劑量敏感性相應(yīng)地很低，由此實(shí)現(xiàn)可靠控制融雪鹽耐受性。
[0016] 本發(fā)明的其他方面是其他獨(dú)立權(quán)利要求的內(nèi)容。本發(fā)明特別優(yōu)選的實(shí)施方式是從 屬權(quán)利要求的內(nèi)容。
[0017]發(fā)明詳述
[0018] 在第一方面，本發(fā)明包括制備礦物粘結(jié)劑組合物的方法，所述礦物粘結(jié)劑組合物 特別是混凝土或砂衆(zhòng)組合物，優(yōu)選具有2 1 .〇kg/dm3的密度，其中將至少一種礦物粘結(jié)劑與 水拌和并且其中在拌和礦物粘結(jié)劑組合物之前和/或過(guò)程中加入引氣劑，其中所述引氣劑 包含具有小于25μπι的平均顆粒尺寸的顆粒形式的還原劑。
[0019] 在本文中，術(shù)語(yǔ)"引氣劑"特別地表示，如果其在礦物粘結(jié)劑組合物的制備中存在 或被加入，則在礦物粘結(jié)劑組合物中產(chǎn)生氣孔的物質(zhì)。特別地，氣孔在混合過(guò)程中和礦物粘 結(jié)劑組合物的加工過(guò)程中是基本上穩(wěn)定的。術(shù)語(yǔ)"氣"是在上文中已經(jīng)解釋過(guò)的，并且包括 所有在標(biāo)準(zhǔn)條件下氣態(tài)的物質(zhì)。
[0020] 在本文中，"還原劑"特別地表示能夠還原水的物質(zhì)。所述還原劑有利地具有在標(biāo) 準(zhǔn)條件下(Τ = 298.15Κ; p = latm;離子活性=1)相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)氫電極的小于-0.7V、特別小于-0.9V、優(yōu)選小于-1.5V、特別是在-0.9至-2.5V范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)電勢(shì)或還原電勢(shì)。
[0021] 所述還原劑以顆粒形式使用。這意味著，所述還原劑包含許多的單獨(dú)顆粒。在此， 所述還原劑可以作為固體(例如作為粉末）、作為液體(例如以懸浮液或懸濁液形式)或者以 糊或具有高固體含量的懸浮液的形式存在或使用。懸浮液、懸濁液或糊可以含有例如水和/ 或一種或多種有機(jī)溶劑，例如一種或多種二醇。
[0022] 特別地，還原劑的顆粒尺寸、顆粒尺寸的分布或平均顆粒尺寸通過(guò)激光衍射，優(yōu)選 地根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)ISO 13320:2009測(cè)定。特別地，使用Malvern Instruments GmbH(德國(guó)）公司的 具有分散單元Hydro 2000G的儀器Mastersizer 2000和軟件Mastersizer 2000。合適的測(cè) 量介質(zhì)是例如異丙醇。在本文中，平均顆粒尺寸特別地對(duì)應(yīng)D50值(50%的顆粒小于所給出 的值，50 %的顆粒相應(yīng)地大于給出的值）。
[0023] 在本文中，術(shù)語(yǔ)"密度"特別地表示單位體積重量。特別地，所述密度或單位體積重 量根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 1015-6測(cè)定。
[0024] 在本文中，術(shù)語(yǔ)"礦物粘結(jié)劑組分"特別地表示含有至少一種礦物粘結(jié)劑以及任選 地含有集料、添加料、添加劑和/或水的組合物。此外，原則上在礦物粘結(jié)劑組合物中還可以 存在其他組分，例如增強(qiáng)纖維。所述礦物粘結(jié)劑組合物可以通過(guò)加入水并混合拌和成為可 固化的礦物粘結(jié)劑組合物。原則上，所述礦物粘結(jié)劑組合物可以是液態(tài)、糊狀或固態(tài)狀態(tài) 的。
[0025] 特別地，所述礦物粘結(jié)劑組合物是水泥礦物粘結(jié)劑組合物。在本文中，"水泥粘結(jié) 劑"或"水泥粘結(jié)劑組合物"特別地表示具有至少是5重量％、特別是至少20重量％、優(yōu)選是 至少50重量％、尤其是至少75重量％的水泥含量的粘結(jié)劑或粘結(jié)劑組合物。
[0026] 礦物粘結(jié)劑是在有水存在的情況下在水合反應(yīng)中反應(yīng)生成固態(tài)水合物或水合物 相的粘結(jié)劑。其可以是例如水硬性粘結(jié)劑(例如水泥或水硬性石灰）、潛在水硬性粘結(jié)劑(例 如礦渣）、火山灰粘結(jié)劑(例如飛灰)或非水硬性粘結(jié)劑(例如石膏或白石灰）。
[0027] 特別地，所述礦物粘結(jié)劑或粘結(jié)劑組合物含有水硬性粘結(jié)劑，優(yōu)選是水泥。特別優(yōu) 選的是CEM I、II、III或IV型水泥(根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)EN 197-1)。在整個(gè)礦物粘結(jié)劑中，水硬性粘結(jié) 劑的份額有利地是至少5重量％，特別是至少20重量％，優(yōu)選是至少50重量％，尤其是至少 75重量％。根據(jù)另一個(gè)有利的實(shí)施方式，所述礦物粘結(jié)劑包含至少95重量％的水硬性粘結(jié) 劑，特別是水泥。
[0028] 但也可以有利的是，所述粘結(jié)劑組合物額外地或取代水硬性粘結(jié)劑地含有其他粘 結(jié)劑。它們特別是潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑。合適的潛在水硬性和/或火山灰 粘結(jié)劑是例如礦渣、飛灰和/或硅塵。同樣地，所述粘結(jié)劑組合物也可以含有惰性材料，例如 石灰石粉、石英粉和/或顏料。在一個(gè)有利的實(shí)施方式中，所述礦物粘結(jié)劑含有5-95重量％， 特別是20-50重量％的潛在水硬性粘結(jié)劑和/或火山灰粘結(jié)劑。
[0029] 不拘泥于理論，可以認(rèn)為在拌和礦物粘結(jié)劑組合物時(shí)，還原劑與拌和水在氧化還 原反應(yīng)中反應(yīng)。在此過(guò)程中尤其生成氫，其又使得在礦物粘結(jié)劑組合物中形成孔洞。
[0030] 在此發(fā)現(xiàn)，對(duì)于達(dá)到好的融雪鹽耐受性決定性的是，還原劑的平均顆粒尺寸<25μ m、特別是<20μπι。如果平均顆粒尺寸超過(guò)25μπι，那么特別地融雪鹽耐受性顯著降低。這可以 歸因于氣孔在粘結(jié)劑基質(zhì)中不恰當(dāng)?shù)姆植己蛯?duì)于實(shí)現(xiàn)融雪鹽耐受性而言不合適的氣孔尺 寸分布。