專利名稱：用于地面加固或防漏的液體灰漿的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種主要，甚至完全是無(wú)機(jī)的灰漿，和這類灰漿的制備方法，使用該方法制備的灰漿可采用注入法使地面和/或建筑材料加固和/或防漏。
采用注入法處理地面和/或建筑材料在于使用可改變待處理土地特性的各種性質(zhì)灰漿填充裂縫、孔或縫隙。
這些改變?cè)诩庸痰那闆r下能改善土地機(jī)械性，或者在防漏的情況下減小滲透性。采用注射法處理以改變這兩種性能也是可能的。
直到最近這些年原則上還都是采用注入有機(jī)灰漿進(jìn)行地面或建筑材料的防漏和加固。然而，這些灰漿凝縮產(chǎn)物(注入或生成的化學(xué)產(chǎn)物分解)造成含水層和地表水的污染。
這樣，地面防漏和/或加固方面的注入專家主要憂慮(實(shí)際上)是保護(hù)含水層的水質(zhì)和諸如河水的地表水和儲(chǔ)存水的水質(zhì)。
那么，這種憂慮導(dǎo)致使用無(wú)機(jī)灰漿。
為了在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上滿足由生態(tài)學(xué)理由所規(guī)定的新限制，研究得出的結(jié)果主要公布在專利中。
因此，在法國(guó)專利NO 2571734中，描述了一種地面加固和/或防漏的可注入含水灰漿，它含有無(wú)定形二氧化硅細(xì)顆粒和熟石灰顆粒。
然而，這種灰漿的缺點(diǎn)是凝固時(shí)間太長(zhǎng)(約2天)。
在法國(guó)專利NO 2528441中還描述了一種地面防漏和/或加固劑，它含有特定的二氧化硅濃的堿溶液，或許還含有石灰或鈣鹽。溶解的二氧化硅與鈣反應(yīng)生成水含硅酸鈣晶體。
但是，這些灰漿的缺點(diǎn)是最終的機(jī)械性能不令人滿意，或者凝固時(shí)間很短，與所希望的應(yīng)用不協(xié)調(diào)，或者在開始時(shí)很粘稠。
那么，人們希望并且構(gòu)成本發(fā)明的一個(gè)目的是提出一種能控制凝固時(shí)間的灰漿制備方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提出一種灰漿，這種灰漿在硬化之后具有滿意的機(jī)械性能，在此或建筑材料防漏和/或加固時(shí)使用這種灰漿具有無(wú)污染的特點(diǎn)。
事實(shí)上涉及這種灰漿的本發(fā)明可以達(dá)到這些目的和其他目的，這種灰漿的特征在于它能由堿金屬硅酸鹽溶液、堿金屬多磷酸鹽溶液和堿金屬鋁酸鹽溶液經(jīng)接觸而得到。
本發(fā)明還包括灰漿的制備方法，其特征在于使用堿金屬硅酸鹽溶液，堿金屬多磷酸鹽溶液、堿金屬鋁酸鹽溶液。
本發(fā)明灰漿的優(yōu)點(diǎn)是在硬化之前為液體，這樣在地面滲透性范圍特別大時(shí)都可使用。
本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、使用經(jīng)濟(jì)。它還具有的優(yōu)點(diǎn)是制備出均勻灰漿，未觀察的任何沉淀。
在閱讀下面的說(shuō)明書和作為非限制性試給出的實(shí)施例，可更清楚地體會(huì)到本發(fā)明其他特點(diǎn)、細(xì)節(jié)和優(yōu)點(diǎn)。
正如前面已明確指出，該灰漿和制備本發(fā)明灰漿的方法包括或使用一些目前研究比較確定的元素。該說(shuō)明書的其它部分，涉及所述元素所描述的全部?jī)?nèi)容對(duì)于使用這些元素的灰漿與方法都適用。
優(yōu)選地，本發(fā)明方法使用的化合物中的堿金屬是鈉。由于清楚、簡(jiǎn)單的原因，在后面或前面的說(shuō)明中，如使用術(shù)語(yǔ)“鈉”或“氫氧化鈉”，則可以分別表示更一般的術(shù)語(yǔ)“堿金屬”或“堿金屬氫氧化物”。
有利地，該方法使用堿金屬硅酸鹽溶液，其SiO2/M2O重量比大于或等于1.3，最好大于或等于2;M代表堿金屬。在下文中，這個(gè)比例將稱之為Ri。
堿金屬硅酸鹽溶液的干物質(zhì)，一般為約10-55%，最好干物質(zhì)為30-50%。
由于實(shí)際應(yīng)用的原因，特別是考慮待制備灰漿的粘度，加入堿金屬硅酸鹽溶液以便灰漿SiO2的含量最好低于或等于20%(重量)，更好地是約5-15%(重量)。
按照本發(fā)明，對(duì)于堿金屬多磷酸鹽溶液應(yīng)理解為平均鏈長(zhǎng)大于或等于3的所有多磷酸鹽溶液，這樣，作為實(shí)例可以列舉三聚磷酸鈉，五聚磷酸鈉和六偏磷酸鈉。目前這些產(chǎn)品都在使用和銷售。
一般的，人們使用多磷酸鈉水溶液。所使用的水溶液最好是接近于多磷酸鹽飽和狀態(tài)，這樣，作為實(shí)例可以使用P2O5為約8%(重量)的三聚磷酸鈉水溶液。P2O5為約23%(重量)的五聚磷酸鈉水溶液和P2O5為約28%(重量)的六偏磷酸鈉水溶液。
實(shí)際應(yīng)用的優(yōu)選方法，硅酸鹽和多磷酸鹽的加入量是這樣的，即SiO2/P2O5重量比大于或等于1。
本發(fā)明方法中使用的堿金屬鋁酸鹽溶液可以是鋁酸鈉水溶液。
這種鋁酸鈉水溶液可用所有本身已知的方法得到。特別是，可采用將水加到鋁酸鈉粉末中來(lái)得到。
當(dāng)制備鋁酸鈉水溶液時(shí)或之后，尤其當(dāng)使用本發(fā)明方法時(shí)，最好加氫氧化鈉。
同樣，總堿金屬量最好符合SiO2/M2O最終重量比低于1.5、優(yōu)選為0.5-1.3，更優(yōu)選為0.6-1.1所必需的量，M表示總堿金屬。至于總堿金屬，人們可理解為在使用本方法時(shí)以任何形成加入的堿金屬，尤其是來(lái)自于堿金屬的硅酸鹽、鋁酸鹽、多磷酸鹽或氫氧化物溶液的堿金屬。在下文中，這個(gè)比例稱之為Rf。
根據(jù)實(shí)施本發(fā)明的一個(gè)特定優(yōu)選方式，其方法特征在于將堿金屬硅酸鹽和堿金屬多磷酸鹽溶液混合，其特征還在于然后將堿金屬鋁酸鹽溶液加到所述混合物中。按照這個(gè)特定優(yōu)選方式，這樣得到的灰漿延遲凝固效果更加突出。按照這個(gè)特定方式和在加氫氧化鈉的情況下，其氫氧化鈉可與鋁酸鈉溶液同時(shí)加入，或者在以后加入。
根據(jù)本發(fā)明，優(yōu)先使用堿金屬硅酸鹽溶液和堿金屬鋁酸鹽溶液，以便灰漿中Al/Si摩爾比為0.01-0.5，最好為0.05-0.4。這樣得到的灰漿凝固時(shí)間長(zhǎng)，同時(shí)避免其粘度太高，在地面或建筑材料加固和/或防漏使用時(shí)，粘度太高是有害的。
還應(yīng)優(yōu)先使用堿金屬多磷酸鹽溶液，以便灰漿中P2O5含量達(dá)約0.5-5%(重量)，最好為0.8-4%(重量)，而這種灰漿至多含約20%(重量)SiO2。
這樣，一種本發(fā)明的特別有利的制備灰漿，其特征在于它含有約-至多20%(重量)SiO2；-0.5-5%(重量)P2O5，SiO2/P2O5重量比大于或等于1;
-Al/Si摩爾比為0.01-0.5;
-SiO2/M2O重量比小于或等于1.5，M代表總的堿金屬;
優(yōu)選地，本發(fā)明灰漿的特征在于它含有約
-5-15%(重量)SiO2；-0.8-4%(重量)P2O5；-AL/Si摩爾比為0.05-0.4-SiO2/M2O重量比為0.5-1.3，更優(yōu)選地為0.6-1.1;
M代表總的堿金屬。
根據(jù)本發(fā)明的一種實(shí)施方式，該方法的特征在于它還可使用細(xì)顆粒二氧化硅，例如具體地為硅灰，優(yōu)選為冷凝硅灰或沉淀二氧化硅。若能得到一種灰漿，其起始粘度很低，同時(shí)在凝固后具有令人滿意的機(jī)械性質(zhì);這種實(shí)施方式是特別有意義的。使添加細(xì)顆粒二氧化硅最大量最高可達(dá)到灰漿中SiO2含量為20%，更優(yōu)選地為15%(這個(gè)含量與堿金屬硅酸鹽溶液中的二氧化硅量一致，也為二氧化硅細(xì)顆粒中二氧化硅量一致)。
為了地面或建筑材料的防漏和/或加固而使用上述方法的情況下，所用化合物可以分別注入待處理的材料中，或者最好預(yù)先混合，然后一起注入到待注入的材料中，前一種實(shí)施方式的缺點(diǎn)是使用時(shí)是很繁雜，而且處理的質(zhì)量沒有穩(wěn)定性(在縫隙中有組分不均一的危險(xiǎn))。
在下文和上文中的百分?jǐn)?shù)無(wú)另外說(shuō)明時(shí)都是以重量表示的。
下面給出的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明的不同方面，不是對(duì)其范圍加以限定。
實(shí)施例1在一燒杯中，將下列溶液混合;
-重量比Ri(SiO2/Na2O)＝3.3和干物質(zhì)為33%的硅酸鈉溶液，
-P2O5為約23%(重量)五聚磷酸鈉溶液。
然后在這個(gè)燒杯中加入鋁酸鈉堿溶液，它是由Carlo Erba公司生產(chǎn)的粉末鋁酸鈉(56%Al2O3;37% Na2O)制備的。
所加入的產(chǎn)品量是這樣的，即所得到的灰漿含有SiO2含量為10%，Al/Si摩爾比為0.28，P2O5含量為0.93%，Rf比為1.02，水含量是77%。
凝固時(shí)間為相應(yīng)于這樣制得的灰漿在翻倒時(shí)不再?gòu)臒诹鞒鏊胖玫臅r(shí)間，該時(shí)間是4分鐘。
實(shí)施例2以與上述實(shí)施例相同的方式進(jìn)行，其不同之處在于Al/Si摩爾比為0.19，Rf是0.67。
凝固時(shí)間為相應(yīng)于這樣制得的灰漿，在翻倒時(shí)不再?gòu)臒诹鞒鏊胖玫臅r(shí)間，該時(shí)間是20小時(shí)。
權(quán)利要求
1.一種灰漿，其特征在于它能通過(guò)將堿金屬硅酸鹽溶液，堿金屬多磷酸鹽溶液和堿金屬鋁酸鹽溶液進(jìn)行接觸而得到。
2.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于堿金屬是鈉。
3.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于堿金屬硅酸鹽溶液具有SiO2/M2O重量比大于或等于1.3，最好大于或等于2;M代表一種堿金屬。
4.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于堿金屬硅酸鹽溶液具有約10-55%干物質(zhì)，最好為30-50%干物質(zhì)。
5.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于加入堿金屬硅酸鹽溶液以便灰漿中SiO2含量低于或等于20%(重量)，優(yōu)選為5-15%(重量)。
6.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于多磷酸鹽溶液是堿金屬三聚磷酸鹽、堿金屬五聚磷酸鹽或堿金屬六偏磷酸鹽溶液。
7.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于多磷酸鹽溶液最好是接近飽和狀態(tài)的水溶液。
8.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于硅酸鹽與多磷酸鹽加入量是這樣的，即SiO2/P2O5重量比大于或等于1。
9.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于堿金屬鋁酸鹽溶液是鋁酸鹽水溶液。
10.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于加入堿金屬氫氧化物。
11.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于總的堿金屬量相應(yīng)于SiO2/M2O最后重量比小于1.5，最好為0.5-1.3所必需的量;M代表總的堿金屬。
12.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于將堿金屬硅酸鹽溶液與堿金屬多磷酸鹽溶液混合，其特征還在于然后往該混合物中加堿金屬鋁酸鹽溶液。
13.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于灰漿中Al/Si摩爾比是0.01-0.5，最好是0.05-0.4。
14.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于灰漿中P2O5含量是約1-5%(重量)，而該灰漿含有至多約20%(重量)SiO2。
15.根據(jù)上述權(quán)利要求之任一權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于添加細(xì)顆粒二氧化硅。
16.灰漿，其特征在于它具有約-最高達(dá)20%(重量)SiO2，-0.5-5%(重量)P2O5，SiO2/P2O5重量比大于或等于1;-Al/Si摩爾比是0.01-0.5;-SiO2/M2O重量比低于或等于1.5;M代表總的堿金屬。
17.根據(jù)上述權(quán)利要求所述的灰漿，其特征在于它具有約-5-15%(重量)SiO2；-0.8-4%(重量)P2O5，SiO2/P2O5重量比大于或等于1;-Al/Si摩爾比為0.05-0.4;-SiO2/M2O重量比為0.5-1.3;更優(yōu)選為0.6-1.1;M代表總的堿金屬。
18.根據(jù)權(quán)利要求1-17之任一權(quán)利要求所述灰漿通過(guò)注入應(yīng)用于地面和/或建筑材料防漏和/或加固。
全文摘要
灰漿，其特征在于它能通過(guò)將堿金屬硅酸鹽溶液，堿金屬多磷酸鹽溶液和堿金屬鋁酸鹽溶液進(jìn)行接觸而得到。這種灰漿的制備方法，使用本方法制得的灰漿通過(guò)注入法進(jìn)行地面和/或建筑材料的防漏和/或加固。
文檔編號(hào)C09K107/00GK1104695SQ94107599
公開日1995年7月5日 申請(qǐng)日期1994年5月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年5月21日
發(fā)明者L·弗勞恩, M·彭納里瓦爾 申請(qǐng)人:羅納·布朗克化學(xué)公司