C04B11 - Cimenturi pe bază de sulfat de calciu
Proprietarii brevetului RU 2383507:
BK JIULINI GmbH (DE)
Invenția se referă la o metodă pentru încetinirea fixării gipsului și a preparatelor cu gips, precum și la o compoziție pentru realizarea acestui procedeu. Metoda întârziind gips și gips cu preparate cuprinde adăugarea unei compoziții chimice, după cum urmează: a) acid tartric într-o cantitate de cel puțin 0,01 1,0% în greutate acompaniat de, bazat pe cantitatea de gips ;. b) trimetafosfat de sodiu într-o cantitate de 0,05 până la 0,5% în greutate, în funcție de cantitatea de gips; c) dacă este necesar, polifosfat de sodiu cu o lungime medie a lanțului de cel puțin 4 până la 50 de unități fosfat. Preparatele de gips și gips conțin componentele de mai sus. Rezultatul tehnic este o îmbunătățire a controlului procesului de setare în stadiul final, o creștere a timpului de procesare. Invenția este dezvoltată în revendicările dependente. 2 N. și 2 zp. 4-il, 4-il.
Prezenta invenție se referă la o metodă pentru încetinirea fixării gipsului și a preparatelor cu gips și, de asemenea, la o compoziție pentru realizarea acestei metode.
Domeniul de aplicare al invenției
În industria construcțiilor, se prelucrează o cantitate mare de preparate din gips și gips.
Ghipsul de construcție include ghipsul de finisare, alabastru, care poate fi utilizat cu aditivi diferiți pentru a obține anumite proprietăți.
Gipsul de finisare este β-hemihidrat și este utilizat în principal pentru fabricarea plăcilor de gips, a panourilor de construcție din gips, a tencuielilor interioare, cum ar fi tencuieli de finisare etc.
Alabastrul constă în produsele de deshidratare ale sulfatului de calciu dihidrat la temperaturile ridicate și joase, în special anhidritul II și hemihidratul β.
Acest gips este de asemenea utilizat pentru fabricarea tencuielilor interioare. Este puțin mai profitabil, deoarece este ușor de înțeles și poate fi tratat mai mult decât gipsul de finisare.
Timpul relativ scurt de fixare a ghipsului și alabastrului de finisare ne-a determinat să căutăm aditivi cu care s-ar putea procesa mai multe amestecuri pe șantier, fără a se lega de un timp de ciclu scurt.
timpul de procesare gips durează între rigiditate start (VB) și sfârșitul rigiditate (VE). Caracteristici Setarea poate fi determinată prin căldura eliberată de hidratare (deși mediat și inexact, vezi Hans-Bertram Fischer, Martin Werner :. Hydratationsverhalten von Gipsmischungen, Stuck, Putz, Trockenbau, 9/94, str.16-22) și metoda Wick, dIN (standard industrial german) 1168 ore. 2 sau prin intermediul unor măsurători cu ultrasunete Con. Chem. - Jurnalul, 4 Jahrgang 3/96.
Retardatorii cunoscuți pot fi împărțiți în trei grupuri:
a) polimeri / copolimeri pe bază de acrilat descris, de exemplu, în EP 1270530;
b) diferite săruri de fosfat descrise, de exemplu, în brevetul US 5746822;
c) acizi carboxilici și derivați ai acestora, descriși, de exemplu, în DE PS 2226943.
DE PS 2226943 descrie efectul substanțelor organice, în special acizilor organici ai fructelor, acidului tartric și acidului malic asupra naturii de fixare a gipsului. În scopul acestei invenții, s-a constatat că adăugarea unui moderator de 0,1% în greutate, pe baza cantității de gips, încetinește timpul de întărire cu cel puțin 10 minute. Aici este descris un alt aditiv, glioxal polimerizat, care este adăugat la amestec în cantități aproximativ egale. Amestecurile descrise aici încetinesc doar începutul setării gipsului. Cu toate acestea, este necesar să se administreze întregul proces, adică ca începutul înțelegerii și sfârșitul ei.
Cartea Zement, Kalk, Gips, 1988, p.309 ff, descrie efectul diferiților compuși ca moderatori în funcție de pH.
Sa constatat că întârzierea în stabilirea acidului tartric și a sărurilor acidului tartric este foarte bună într-un mediu puternic alcalin. Aici, un test cu acid tartric într-o cantitate de 0,2% în greutate, în funcție de cantitatea de gips. Amestecurile cu fosfați nu sunt descrise aici și nu au fost testate.
Din brevetul DE 10017133 este cunoscută o altă metodă de retardare preparatele de gips și de gips, care se caracterizează prin aceea că, a adăugat 0,001-1% gr., Raportat la greutatea de gips, cel puțin un polimer cu unități succinil recurente. Polimerul poate fi acidul poliaspartic sau un polisuccinamidei sau o sare a acestuia și are o greutate moleculară de la 500 până la 10.000, de preferință de la 1000 la 5000. Acțiunea acestor polimeri este foarte bun, diferența dintre începutul setare și sfârșitul setare este de 25 de minute în pur beta-hemihidrat într-o cantitate 0,03% în greutate.
Brevetul US 5746822 descrie masa cimentului de îmbinare, care conține, de asemenea, ca hemihidrat de sulfat de calciu de umplere. Pentru a putea ajusta tratamentul, acest material conține alți aditivi, printre care sunt fosfații, care Retard setarea de masă în prezența apei. În revendicarea 2 descrie sărurile fosfat adecvate pentru retard, de exemplu fosfat de zinc, pirofosfat de sodiu, polifosfat de sodiu, monofosfat de amoniu și fosfat monobazic de potasiu. Trimetafosfatul de sodiu ciclic nu este menționat aici și nu este obiectul invenției.
Brevetul US 6 342 284 descrie prepararea plăcilor de gips. Obiectul invenției a fost acela de a îmbunătăți stabilitatea mecanică a plăcilor de plăci de ghips, la solicitări prelungite. În această invenție s-au efectuat teste cu diferite săruri de fosfat. S-au preparat amestecuri de ghips care conțin atât hemihidrat de sulfat de calciu, sulfat de calciu dihidrat, cât și anhidrit în combinație cu diferite săruri de fosfat. Conform Exemplului 1 s-au obținut amestecuri de ghips, printre altele și trimetafosfat de sodiu (STMP). În tabelul 2 s-au făcut studii asupra rezistenței la compresiune a produselor. S-a constatat că aditivii STMP au avut un efect deosebit de bun asupra rezistenței plăcilor de compresie. Tabelul 2 prezintă rezultatele testării cu amestecuri de stabilitate mecanică a plăcilor realizate cu astfel de amestecuri de gips. Tot aici, amestecul care conține STMP a fost deosebit de bun. Plăcile de gips au fost prelucrate în mai multe teste, în plus, cu soluții STMP. Soluțiile s-au pulverizat pe suprafața sulfatului de calciu dihidrat și s-au uscat din nou. În figura 5, este posibil să se observe efectul remarcabil al STMP în legătură cu "deformarea de încovoiere", adică a forței plăcilor de îndoire. Și, deși STMP s-a dovedit foarte bun într-o serie de teste mecanice cu plăci, sa stabilit (coloana 4, linia 42 ff) că STMP nu are un efect de întârziere, adică proporția de conversie a gipsului calcinat în dihidrat de sulfat de calciu nu crește. Astfel, această acțiune din brevetul US 6 342 284 nu poate fi împrumutată, dimpotrivă, această acțiune a fost chiar în mod clar negată.
Obiectul invenției propuse este de a găsi alte retarder eficiente pentru un preparat de gips la gips, cum ar fi mașini de fabricare a alabastru, ipsos, realizate manual, AEC gips și gips natural.
În plus, scopul invenției este de a suplimenta sau de a înlocui retarderi standard cunoscuți, cum ar fi acidul tartric sau polifosfații, cu alte produse eficiente. O parte esențială a formulării problemei a fost, în primul rând, posibilitatea unui control mai bun asupra procesului de stabilire, în special în stadiul final al stabilirii. Reciclarea ar trebui să aibă mai mult timp pentru procesare.
Pe baza soluțiilor tehnice de mai sus, neașteptat a fost faptul că inventatorul propus invenție a constatat că există o posibilitate de a combina inhibitor standard, - acid tartric - cu un amestec de săruri fosfat, care pe de o parte, se poate reduce semnificativ cantitatea de acid tartric, iar pe de altă parte, capabil să regleze procesul de întărire, în special în faza finală, și în mod specific pentru a alinia curba caracteristică în timpul întăririi. Astfel, procesorul va avea mai mult timp pentru procesarea procesului final de etapă de întărire.
Procedeul conform invenției este caracterizat prin aceea că se folosește o compoziție care cuprinde următoarele componente pentru a încetini fixarea gipsului și a preparatelor cu gips:
a) acid tartric într-o cantitate de cel puțin 0,01 până la 1,0% în greutate, în funcție de cantitatea de gips;
b) trimetafosfat de sodiu într-o cantitate de 0,05 până la 0,5% în greutate, în funcție de cantitatea de gips;
c) dacă este necesar, polifosfat de sodiu, cu un grad mediu de condensare a n = 4 până la n = 50, în care se utilizează componentul (b), și, dacă este necesar, (c) ca un amestec de săruri fosfat, iar proporția de trimetafosfat de sodiu într-un amestec de săruri fosfat ale , cel puțin 50 părți în greutate.
Componentele (b) și, dacă este necesar, (c) se amestecă împreună uscat și se adaugă la retard în gips sub formă de pulbere fină cu o granulometrie de cel puțin 95% din componenta este mai mică de 200 microni. Ghipsul este apoi amestecat în mod obișnuit cu apă și apoi prelucrat.
Alegerea trimetafosfatului de sodiu dintre fosfații cunoscuți răspunde la noutatea și nivelul inventiv. În rezolvarea sarcinii pentru găsirea unui alt retarder care conține fosfat, solicitantul nu a putut găsi nici o informație din invențiile cunoscute.
Componentă c) polifosfatul de sodiu este un fosfat condensat cu o lungime a lanțului de cel puțin 4 până la 50, i. E. de la 4 la 50 de unități de fosfat sunt conectate împreună printr-un lanț normal.
Folosit conform invenției, compusul este trimetafosfat de sodiu cu formula generală Na3 (P3 O9), fosfat ciclic cu CAS №7785-84-4 și disponibile comercial, precum firma BK Giulini GmbH sub numele modelului Targon. Datorită adăugării trimetafosfatului de sodiu, timpul de prelucrare al gipsului este în mod semnificativ crescut. Acest efect a fost testat în experimente tehnice privind aplicația. Rezultatele sunt descrise mai jos.
Aplicații și rezultate tehnice:
În acest test s-au testat 3 amestecuri într-un gips standard:
1) 0,065% în greutate acid tartric și 0,13% în greutate tetra pirofosfat de sodiu (pentru comparație);
2) 0,065% în greutate acid tartric și 0,13% în greutate polifosfat de sodiu (pentru comparație);
3) 0,065% în greutate acid tartric și 0,13% în greutate trimetafosfat de sodiu (conform invenției).
Amestecul 1 nu este potrivit, timpul este prea mic pentru procesare, caracterul curbei este prea abrupt. Atunci când se utilizează un amestec de 2 ori pentru procesarea un pic mai mult, care poate fi determinată de o curbă mai uniformă. Amestecul 3 este deosebit de potrivit: curba este plată, iar timpul pentru a încetini setarea în faza finală este cel mai potrivit. Cu amestecul 3 care conține trimetafosfat de sodiu, se obține cel mai bun rezultat.
În acest experiment, tencuiala de gips mână a fost amestecată cu trei formulări diferite care au încetinit reglarea.
1) 0,065% în greutate acid tartric și 0,13% în greutate polifosfat de sodiu;
2) 0,065% în greutate acid tartric și 0,13% în greutate trimetafosfat de sodiu;
3) 0,065% în greutate acid tartric și 0,075% în greutate trimetafosfat de sodiu.
După cum se arată în acest experiment, amestecul 2 este foarte potrivit, dar cu o scădere a cantității de trimetafosfat de sodiu cu 40%, rezultatul este chiar mai bun decât rezultatul cu amestecul 1.
Amestecați tencuiala cu cele două amestecuri și examinați timpul de setare.
1) 0,1% în greutate acid tartric și 0,14% în greutate polifosfat de sodiu;
2) 0,1% în greutate acid tartric și 0,14% în greutate trimetafosfat de sodiu.
Efectul trimetafosfatului de sodiu, menit să încetinească, este în mod clar mai bun decât cel al polifosfatului de sodiu în aceeași cantitate.
Un alt test cu tencuială realizat manual a fost efectuat cu următoarele amestecuri:
1) 0,14% în greutate acid tartric și 0,11% în greutate polifosfat de sodiu;
2) acid tartric 0,14% în greutate și 0,11% în greutate din sarea de fosfat a invenției, în combinație cu 0,033% în greutate polifosfat de sodiu și 0,077 greutate trimetafosfatul% sodiu ....;
3) 0,1% în greutate acid tartric și 0,07% în greutate fosfat conform invenției în combinație cu 0,021% în greutate polifosfat de sodiu și 0,049% în greutate trimetafosfat de sodiu.
Combinația cu acid tartric ca întârzietor într-o cantitate de numai 0,1 gr. Trimetafosfat% sodiu poate fi redusă chiar și cu 40% în comparație cu cantitatea de polifosfat de sodiu, iar procesul de stabilire, în special în ceea ce privește timpul de setare de închidere este optimă.
Toate sărurile de fosfat utilizate în prezenta invenție pot fi găsite comercial.
Tetra pirofosfatul de sodiu are formula NaF2O7 polifosfat de sodiu - formula Nan Pn O3n + 1. unde n este de la 4 la 50 și trimetafosfatul de sodiu are formula (NaP03) 3. Aceste fosfați includ, printre altele, invenția. Toate acestea sunt, fără excepție, pulbere cu granulație fină.
În ceea ce privește polifosfatul de sodiu, acesta este un fosfat condensat, care este obținut ca urmare a condensării termice la îndepărtarea apei din monofosfații acide. Sărurile utilizate în contextul acestei invenții au un grad de condensare n de 4 până la 50. Gradul de condensare indică numărul de atomi de P care sunt prezenți în moleculă în agent.
Trimetafosfatul de sodiu este fosfatul ciclic, care este preparat prin răcirea topiturii polifosfatice corespunzătoare și apoi menținându-l la o temperatură de peste 350 ° C. Procedeul de producere a fosfatilor nu este obiectul prezentei invenții.
Acidul tartric are formula C4H6O6 și denumirea chimică a acidului 2,3-dihidroxibutandedic sau, de asemenea, acidul 2,3-dihidroxi succinic. Apare în 3 forme stereoizomere. Este un acid puternic, foarte solubil în apă. În contextul prezentei invenții, se utilizează forma L, utilizarea altor stereoizomeri nu este posibilă din motive tehnice, acești compuși nu sunt adecvați.
Măsurarea caracteristicilor de reglare este efectuată prin metoda ultrasonică.
Această metodă se bazează pe faptul că viteza sunetului din amestecul studiat în timpul întregului proces de hidratare crește constant. Măsurarea se face fără distrugere și se poate aplica și pentru o perioadă lungă de timp cât de des doriți. Dispozitivul de măsurare cu ultrasunete este adecvat pentru măsurarea proceselor de reglare din următoarele motive:
1. După amestecarea materialului, de exemplu ipsos, gips, mortar sau beton, viteza crește de sunet datorită solidificării în creștere și stabilirea la finalul procesului se apropie de valoarea limită.
2. Dispozitivul funcționează la o frecvență de aproximativ 45 kHz, care este deosebit de potrivit pentru măsurarea materialului relativ neuniform.
3. Dispozitivul poate stoca aproximativ 500 de valori de măsurare în memorie. Aceste valori pot fi transferate după măsurare pe un computer personal și de pe computer care urmează să fie emise sub formă de tabele sau grafice de curbe.
REVENDICĂRI 1. Metodă pentru încetinirea setării preparatelor de gips și gips prin adăugarea unei substanțe chimice, caracterizată prin aceea că următoarea compoziție este utilizată ca substanță chimică:
a. acid tartric într-o cantitate de cel puțin 0,01 până la 1,0% în greutate, în funcție de cantitatea de gips;
b. trimetafosfat de sodiu într-o cantitate de 0,05 până la 0,5% în greutate, în funcție de cantitatea de gips;
a. dacă este necesar, polifosfat de sodiu cu o lungime medie a lanțului de cel puțin 4 până la 50 de unități fosfat.
2. Metodă conform revendicării 1, caracterizat prin aceea că componentul b și / sau agitate sub formă uscată și sub formă de pulbere fină cu o granulometrie de cel puțin 95% din componentele este mai mică de 200 de microni, se adaugă gips întârzierea setării.
3. Procedeu conform revendicării 1 sau 2, caracterizat prin aceea că se folosește o compoziție în care proporția de polifosfat de sodiu este de cel puțin 0,01% în greutate, în funcție de cantitatea de gips.
4. Ghipsul și preparatele cu gips conține componentele menționate la alineatele (1) - (3).