CN107709268B - 作为稳定悬浮液或可再分散固体形式的无碱的硫酸铝基喷浆混凝土速凝剂 - Google Patents

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Abstract

本发明描述了一种喷浆混凝土速凝剂，其为包含斜铝矾和水合氢明矾石中的至少一种的固体或该固体的水性悬浮液或浆液，以及制备作为固体形式的喷浆混凝土速凝剂的方法。该固体喷浆混凝土速凝剂可再分散于水中，产生稳定的水性分散体或浆液。与现有技术相比，该固体和水性分散体的延长的保存期和降低的运输成本是主要优点。

Description

作为稳定悬浮液或可再分散固体形式的无碱的硫酸铝基喷浆 混凝土速凝剂
技术领域
本发明涉及基于硫酸铝的喷浆混凝土速凝剂，特别是无碱(alkali-free)的硫酸铝基喷浆混凝土速凝剂(AFA)。
背景技术
用于加速包含水硬性粘结剂(如混凝土、砂浆或喷浆混凝土)的组合物的凝固和硬化的速凝剂对于本领域技术人员是熟知的。常规的速凝剂经常包括碱金属，但是这些速凝剂经常伴随着不希望的缺点。无碱的速凝剂是对于喷浆混凝土应用领域熟知且不断发展的技术。这些速凝剂的化学基于硫酸铝，特别是基于铝盐如硫酸铝、氢氧化铝和羟基硫酸铝的组合，其可以悬浮液的形式使用。
基于硫酸铝的悬浮液通常是不稳定的，这是由于硫酸铝相的非受控相组合造成的，导致例如离析或凝胶形成。因此，基于硫酸铝的悬浮液通常在数小时到数月的时间内不稳定。根据制备和储存条件，它们可能离析、附聚或胶凝。
避免这种不稳定性的方案包括使用稳定剂或流化剂，所述稳定剂或流化剂改善在一定时间内延缓稳定性问题的情况，但固有的不稳定性仍然存在。目前的方案还有另外的缺点，即通过加入稳定剂、流化剂等增加了成分的数目，这使得体系更复杂且更不稳健。这种现有技术方案的目的是使不稳定的东西稳定化。
WO 2015/092004涉及用于制备喷浆混凝土速凝剂的方法，其中一种方法包括使硫酸和氢氧化铝反应。提到通过该方法获得的水性悬浮液可能包含斜铝矾。
Wing,Y.等人的Materials Reseach Bulletin,Elsevier,Kidlington,GB,第15卷,第11期,第1649-1654页涉及由水合氢明矾石组成的质子传导膜。
发明内容
发明概述
本发明的目的是克服上面讨论的现有技术的问题。具体而言，目的是提供用于喷浆混凝土应用的基于硫酸铝(aluminate sulfate based)的速凝剂的稳定的悬浮液和浆液以及可再分散固体，所述速凝剂特别是无碱的硫酸铝基的速凝剂。特别地，应该可以提供固体形式的速凝剂，其中该固体易于再分散于水中以获得稳定的分散体或浆液，其是速凝剂的常用形式。对于实现该固体的可再分散性和分散体的稳定性，使用常见的稳定剂或流化剂不应是必要的。
如上所述，由于硫酸铝相的非受控相组合，基于硫酸铝的悬浮液通常是不稳定的。本发明涉及一种制备速凝剂的新方法，以剪裁悬浮液中处于平衡的相。这是通过分析Al2O3-SO3-H2O体系中形成哪些相，研究它们的稳定性域是什么以及确定以稳定形式制备最关注的相的新方法来实现的。因此，与现有技术方案相比，本发明具有解决基于硫酸铝的悬浮液的稳定性问题的完整的其他方案：本发明涉及提供稳定的相，而不是使不稳定的悬浮液稳定化。
因此，本发明涉及喷浆混凝土速凝剂，其为包含斜铝矾和水合氢明矾石中的至少一种的固体或所述固体的水性悬浮液或浆液。
本发明还涉及制备本发明的喷浆混凝土速凝剂的方法，其中所述方法包括：
a)在40℃至140℃的温度下，使a1)至少一种选自硫酸和硫酸铝的硫酸根化合物、a2)氢氧化铝和任选地a3)水的混合物反应，其中Al与SO4的摩尔比在2/3至3/2的范围内，
b)冷却反应混合物以获得固体，和任选地
c)将获得的固体分散在水中以获得悬浮液或浆液，
其中混合物中的水含量设置为水含量A，以使H2O与Al的摩尔比在5.5至6.7的范围内，或
其中混合物中的水含量设置为高于水含量A的水含量B，并且在反应步骤a)的过程中通过暂时允许从混合物中通过蒸发部分去除水，使水含量降低到水含量A。
令人惊讶的是，本发明的喷浆混凝土速凝剂可以作为可再分散的固体提供。该固体可以容易地分散在水中，以产生稳定的分散体或浆液，其固体含量可以在很大程度上变化。常用稳定剂或流化剂的添加是不必要的。与现有技术相比，该固体或水性分散体/浆液的延长的保存期和降低的运输成本是主要优点。降低的运输成本是由于可能运输作为固体的速凝剂并且在使用现场制备分散体或浆液，而常规的速凝剂必须作为分散体/浆液来运输。
因此，本发明允许产生可再分散的固体，例如，呈块料(大体积块)，薄片或粉末状，或各种固体含量的稳定的悬浮液(不附聚和不胶凝)形式，其保存期长。该固体可以固体形式储存，或在任何时间，例如在合成后立即至数月后，再分散在水中。
本发明还涉及本发明的喷浆混凝土速凝剂的用途。优选的实施方案在从属权利要求中给出。
附图说明
图1：合成的斜铝矾的纯相的XRD谱图。
图2：合成的毛矾石的纯相的XRD谱图。
图3：根据实施例1制备的斜铝矾和毛矾石的合成相的混合物的XRD谱图。
图4：根据实施例2制备的水合氢明矾石和毛矾石的合成相的混合物的XRD谱图。
图5：实施例1中获得的固体产物的照片。
图6-10：与样品强度发展有关的性能测试的图表。
发明详述
用于分别包含水硬性粘结剂的组合物或建筑材料如喷浆混凝土的速凝剂是本领域技术人员已知的，并且为加速包含水硬性粘结剂的组合物如喷浆混凝土的固化和/或硬化的物质或混合物。速凝剂可以以粉末或液体形式使用。水硬性粘结剂的典型实例是水泥、石灰和熟石灰，其中水泥是优选的。包含水硬性粘结剂例如水泥的组合物或建筑材料的典型实例是喷浆混凝土、水泥悬浮液(例如用于注入)、砂浆和混凝土。
适用于喷浆混凝土的速凝剂被称为喷浆混凝土速凝剂。喷浆混凝土(shotcrete)包括喷射(sprayed)混凝土和喷射砂浆。喷浆混凝土通常包含作为水硬性粘结剂的水泥。存在用于施用喷浆混凝土的湿式和干式喷射方法。
湿喷的混凝土或砂浆意指将包含例如骨料、水泥、水和喷射混凝土混合物的预拌混凝土或砂浆输送到可工作的混合器中的喷嘴。为了喷射，湿的混凝土或砂浆在喷嘴处与空气和喷浆混凝土速凝剂混合，然后施用。干喷混凝土或砂浆是指输送包含例如骨料、水泥和喷射混凝土的预拌混凝土或砂浆，但不混合水。这种预拌配方要么是完全干燥的(脱尘干燥)，要么是由骨料固有的水分弄湿的。对于喷射操作，干燥的混凝土在喷嘴处与水和喷浆混凝土速凝剂混合，然后施用。
喷浆混凝土法用于例如当模板工程不可能时或者用于在地下建筑、采矿或中空空间(例如，隧道、画廊或管道)中制造衬里或加强层。喷浆混凝土法也适用于稳定或压实自然地层，如岩石、斜坡、挖掘和建筑场地。
本发明的喷浆混凝土速凝剂是包含斜铝矾和/或水合氢明矾石的固体，或该固体的水性悬浮液或浆液，其中所述固体优选包含斜铝矾或斜铝矾和水合氢明矾石。在一个优选的实施方案中，该固体还包含Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。
斜铝矾具有化学式Al(SO4)OH·5H2O。水合氢明矾石具有化学式(H3O)Al3(SO4)2(OH)6。
Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20，特别是毛矾石。毛矾石具有可变的水含量，最常见和最稳定的是Al2(SO4)3·17H2O和Al2(SO4)3·18H2O。
喷浆混凝土速凝剂的优选的实施方案是以下固体或其水性悬浮液或浆液：
a)包含纯斜铝矾或与另外的固体混合的斜铝矾的固体，
b)包含斜铝矾和Al2(SO4)3·xH2O的固体，其中14<x<20，或
c)包含斜铝矾、水合氢明矾石和Al2(SO4)3·xH2O的固体，其中14<x<20。
以下重量比例的指示基于喷浆混凝土速凝剂的干重。当基于固体计时，相同的重量比例等同适用。
优选的是，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂包含的斜铝矾和/或水合氢明矾石和任选地Al2(SO4)3·xH2O(其中14<x<20)的总量在80至100重量％，更优选95至100重量％的范围内。
优选的是，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂包含的斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量在30至100重量％，更优选50至100重量％的范围内。基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂包含的斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量可以例如在30至99重量％，更优选50至97重量％的范围内。
根据以下讨论的供选择的合成路线，主相是斜铝矾或水合氢明矾石。因此，在水合氢明矾石是主相的路线中，斜铝矾的量通常较低或甚至不存在，反之亦然。因此，在一个实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂优选地包含50至100重量％，更优选地80至100重量％的斜铝矾，或在另一个实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂优选地包含30至100重量％，更优选地50至100重量％的水合氢明矾石。
在一个实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂可以例如包含50至99重量％，更优选地80至97重量％的斜铝矾，或在另一个实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂可以例如包含30至99重量％，更优选地50至97重量％的水合氢明矾石。
基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂优选地包含0至50重量％，更优选地0至20重量％的Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。在一个实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂优选地包含1至50重量％，更优选地3至20重量％的Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。
在一个优选的实施方案中，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂包含50至100重量％，更优选地80至100重量％，例如50至99重量％或80至97重量％的斜铝矾，和0至50重量％，更优选地0至20重量％，例如1至50重量％或3至20重量％的Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。
喷浆混凝土速凝剂可以是固体或该固体的水性悬浮液或浆液。如下所解释，喷浆混凝土速凝剂优选以固体形式制备。
固体喷浆混凝土速凝剂可以是例如以粉末、薄片或块料的形式。该固体特别是可分散或可再分散的固体，即它可以分散在水中，产生水性分散体或浆液。
由于包括固体相，因此该固体是稳定的。优选呈粉末或薄片形式的固体可以作为固体储存数月，并刚好在使用前在应用现场再分散在水中。
喷浆混凝土速凝剂的固体或其分散体或浆液基本上仅包含纯的活性物质。不需要流化剂和稳定剂。
除了上述组分之外，所述固体和水性分散体或浆液可以任选地包含其它组分。在下文中，其它组分指的是不同于斜铝矾、水合氢明矾石、Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20和水的组分。
所述固体和水性分散体或浆液可以任选地包含一种或多种其他组分，例如其他铝化合物和/或用于改善某些性质的常见添加剂。其他铝化合物是指由所使用的原料获得的其它反应产物，例如，Al10(SO4)6(OH)18·37H2O。
适合的添加剂的实例是Mg(OH)2或Ca(OH)2或其反应产物，胺如DEA(二乙醇胺)或TEA(三乙醇胺)；触变剂，例如海泡石、甲酸盐；和氟化物。添加剂可以任选地添加到所述固体或水性分散体或浆液中。
原则上，所述固体或其水性分散体或浆液可以任选地包含流化剂和/或稳定剂作为添加剂。然而，优选的是，所述固体或其水性分散体或浆液不含任何流化剂或稳定剂。稳定剂和流化剂的实例是聚羧酸盐、羟基羧酸、磷酸、磷酸或羟基羧酸的盐、海泡石或膨润土。磷酸是例如正磷酸、偏磷酸和焦磷酸。
基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，喷浆混凝土速凝剂中添加剂的含量优选小于15重量％，更优选小于10重量％。
特别优选的是，喷浆混凝土速凝剂是无碱的速凝剂。此外，优选的是，喷浆混凝土速凝剂不含流化剂和稳定剂。无碱是指基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，以Na2O当量换算的碱金属含量小于1重量％，优选小于0.5重量％。如在水泥应用领域中已知的，Na2O当量是指Na2O+0.658K2O。不含流化剂和稳定剂是指基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，流化剂和稳定剂的总量小于0.1重量％，优选小于0.01重量％。通常优选的是，喷浆混凝土速凝剂不包含任何流化剂或稳定剂。通常情况下，关于腐蚀方面氯化物含量应<0.1％。
特别地，通过将所述固体与水混合来获得所述固体的水性分散体或浆液。添加剂可以单独添加或与水一起添加。水性分散体或浆液的固体含量可以在宽范围内调整。水性分散体或浆液的固体含量例如在35至90重量％，优选40至75重量％，更优选40至60重量％的范围内。所述固体在水中的分散可能引起所述固体用水的部分溶解和其与水的其它反应。
本发明还涉及制备根据本发明的喷浆混凝土速凝剂的方法。该方法包括在步骤a)中在40℃至140℃，优选50至130℃，更优选60℃至120℃的温度下，使a1)至少一种选自硫酸和硫酸铝的硫酸根化合物、a2)氢氧化铝和任选地a3)水的混合物反应，其中Al与SO4的摩尔比在2/3至3/2的范围内。
该混合物包含并且优选基本上由以下组分组成：a1)至少一种选自硫酸和硫酸铝的硫酸根化合物，a2)氢氧化铝，和任选地a3)水，其中通常优选添加水。硫酸根化合物是硫酸和/或硫酸铝，其中硫酸铝是优选的。在一个优选的实施方案中，混合物包含硫酸铝、氢氧化铝和水并且优选基本上由硫酸铝、氢氧化铝和水组成。
硫酸通常是浓硫酸。硫酸包含水，并且由其H2SO4的含量限定。适合的硫酸例如有至少50重量％的H2SO4含量。具有60至90重量％的H2SO4含量的硫酸是特别优选的。
使用的硫酸根化合物优选为硫酸铝。可以使用硫酸铝的所有常见商品，包括工业级硫酸铝。硫酸铝包括无水硫酸铝、硫酸铝的水合物及其混合物，其中硫酸铝的水合物通常是优选的。硫酸铝形成许多不同的水合物，例如，十六水合物和十八水合物。
所有的商品都可以用作氢氧化铝。氢氧化铝可以是无定形氢氧化铝或结晶氢氧化铝或其混合物。所有的氢氧化铝晶体变型都是适合的，例如，称为三水铝石的γ-Al(OH)3，称为三羟铝石的β-Al(OH)3，称为诺三水铝石的三斜晶系Al(OH)3。除了Al(OH)3之外，贫水氢氧化铝AlO(OH)例如α-AlO(OH)(一水硬铝石)或γ-AlO(OH)(一水软铝石)也是适合的。铝土矿也可以用作氢氧化铝。
任选地，可以将水添加到混合物中。关于混合物的水含量，应考虑例如通过硫酸或水合物水引入的水，使得混合物可以通过这样的起始材料达到期望的水含量。然而，通常向混合物中添加水是优选的或必需的。
混合物中Al与SO4的摩尔比在2/3至3/2，优选0.9至1.1的范围内。
混合物的反应通常在密闭系统中进行。密闭系统意指反应物和产物，特别是水，不能逸出系统。该反应可以例如在回流下或在密闭的反应器中进行。对于在回流下的反应，可以使用常规的回流装置如回流冷凝器。
混合物的反应可以通过两种供选择的路线进行，即通过化学计量路线进行，其中初始在混合物中调整期望的水含量，或者通过浓缩路线进行，其中初始将相对于期望的水含量过量的水添加到混合物中，但在反应过程中通过蒸发去除过量的水。
根据化学计量路线的第一个实施方案，将混合物中的水含量设置为水含量A，使得H2O与Al的摩尔比在5.5至6.7，优选5.5至6.0的范围内。如上所述，例如通过硫酸或水合物水引入的水应考虑在混合物的水含量中。
如果根据第一实施方案进行该方法，则该混合物优选在90℃至140℃，优选110℃至130℃的温度下反应。
在根据第一实施方案的方法中，混合物在反应开始时熔融。当熔体变稠时，反应完成并且可以例如通过使混合物流出反应器而冷却混合物。在几分钟内它变成固体。
第一实施方案的优点在于该方法简单、快速且可重现。比目前的制备方法更高的温度是必要的。
根据按照浓缩路线的第二实施方案，将混合物中的水含量设置为水含量B，其大于上述第一实施方案中提到的水含量A，并在反应步骤a)的过程中通过暂时允许从混合物中通过蒸发部分去除水，使水含量降低到水含量A。部分去除水可以例如通过打开密闭系统，例如通过暂时中断回流或暂时打开密闭反应器来进行。
水含量B通常大于6.7的H2O与Al的摩尔比，优选在从大于6.7至24的范围内，更优选在9.5至13.7的范围内。
如果根据第二实施方案进行该方法，则该混合物优选在50℃至100℃，优选70℃至90℃的温度下反应。在通过蒸发部分地去除水之后，温度可以相对于初始温度以一定程度降低，例如，温度相对于初始温度可以降低10至30℃。
在根据第二实施方案的方法中，混合物在开始时溶解并且溶液变成淡黄色。这表明完全溶解并开始反应。当发生原料完全溶解时，优选开始通过蒸发部分去除水。当水去除已经达到期望的水平以使水含量降低到水含量A时，再次密闭体系以避免进一步蒸发。当混合物由于晶体生长而开始变稠时，反应完成并且可以例如通过使混合物流出反应器而冷却反应混合物。例如，在5到10分钟内混合物变成固体。
第二实施方案的优点在于该方法简单、快速且可重现。水的蒸发是必要的。
在反应器内直到开始冷却的反应时间可以例如在约30分钟至4小时的范围内。在第一实施方案(化学计量路线)中，反应时间可以例如在30分钟至2小时的范围内。在第二实施方案(浓缩路线)中，反应时间可以例如在1至4小时范围内。
反应可以任选地作为水热合成进行。该反应可以例如在大气压或超压下，例如在至少2巴的压力下，例如在3到15巴的范围内的压力下进行。
当反应完成时，将反应混合物冷却。通常将反应混合物冷却至室温，例如，至约15至25℃，但是冷却至比室温低的温度也是可能的。优选的是，例如通过从反应器中移出反应混合物而快速冷却反应混合物。供选择地，冷却可以通过喷射实现。
当反应混合物冷却时，其通常在几分钟内变成固体。如果需要，所获得的固体可以被干燥和/或粉碎。获得的固体可以原样使用或储存。任选地，可以将固体分散在水中以获得水性悬浮液或浆液。因此，呈固体或水性悬浮液或浆液形式的喷浆混凝土速凝剂可通过本发明的方法获得。
反应混合物在冷却时的凝固是本发明方法的特定特征。由于喷浆混凝土速凝剂制备成固体，所以该方法是直接固体合成。通过该方法获得的固体可分散于水中。虽然喷浆混凝土速凝剂通过本发明的方法直接制备成固体，但常规的商业方法通常以悬浮液或溶液的形式制备喷浆混凝土速凝剂。
本发明还涉及本发明的喷浆混凝土速凝剂作为用于包含水硬性粘结剂的建筑材料，特别是用于喷浆混凝土的速凝剂的用途。基于分别包含在喷浆混凝土或建筑材料中的水硬性粘结剂的量计，可以将喷浆混凝土速凝剂例如以0.1至15重量％，优选5至10重量％，更优选5至8重量％的量添加到喷浆混凝土或建筑材料中，其中喷浆混凝土速凝剂优选为具有40至60重量％的固体含量的分散体。换言之，分别添加到喷浆混凝土或建筑材料中的优选地呈分散体形式的喷浆混凝土速凝剂的量例如使得基于分别包含在喷浆混凝土或建筑材料中的水硬性粘结剂的量计，添加的喷浆混凝土速凝剂的固体含量为0.04至9重量％，优选2至6重量％。如上所述，除了喷浆混凝土以外的包含水硬性粘结剂例如水泥的建筑材料的典型实例是水泥悬浮液(例如用于注入)、砂浆和混凝土。
具体实施方式
实施例
实施例1(通过浓缩沉淀)
在密闭的反应器中，在80℃下，将硫酸铝水合物(Al2(SO4)3·14H2O)和氢氧化铝粉末与4重量份的水以8:1的重量比混合。几分钟后，溶液变成淡黄色，表明所有的原料均溶解，并且反应已经开始。然后打开反应器以使水蒸发。当蒸发3至3.5重量份的水时，密闭反应器并将温度设置为60℃。经过一段时间(约1至3小时)后，由于溶液中晶体的生长，混合物变稠。然后将混合物迅速冷却至室温，在5-10分钟内变成固体。图5是获得的固体分别被破碎成块料和最终研磨成粉末的照片。
形成的固体的主相为
1.Al(SO4)OH·5H2O(斜铝矾)
2.Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20(毛矾石，最可能地，x＝17-18)
可以观察到痕量的Al10(SO4)6(OH)18·37H2O。
所述固体可以保持固体形式，或可以在水中再分散成悬浮液。
实施例2(由化学计量法直接沉淀)
在120℃下将硫酸铝水合物(Al2(SO4)3·14H2O)和氢氧化铝与水(重量比8:1:0.8)混合。几分钟后固体熔融。混合物保持在120℃下，同时混合约1小时。在开始变稠时，然后使混合物从反应器中流出并冷却至室温。其在几分钟内变成固体。
形成的固体的主相为
1.(H3O)Al3(SO4)2(OH)6(水合氢明矾石)，多于50％
2.Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20(毛矾石，最可能地，x＝17-18)
3.Al(SO4)OH·5H2O(斜铝矾)，仅有痕量
所述固体可以保持固体形式，或可以在水中再分散成悬浮液。
通过x射线衍射(XRD)分析
通过XRD分析实施例中制备的固体，从XRD确定上述主相。
图3是根据实施例1制备的固体的XRD谱图，其显示了斜铝矾和毛矾石的相混合物。所有标有黑色圆圈(●)的峰都是斜铝矾，其他所有峰都属于毛矾石。图4是根据实施例2制备的固体的XRD谱图，其显示水合氢明矾石和毛矾石的相混合物。所有标有黑色圆圈(●)的峰都是水合氢明矾石，所有其他峰都属于毛矾石。
对根据实施例1制备的固体进行精制过程。图1是显示斜铝矾的纯相的精制固体的XRD谱图。图2是显示作为参比的毛矾石的纯相的毛矾石的XRD谱图。
性能测试
将实施例中制备的固体作为喷浆混凝土速凝剂进行测试，将其添加到水泥基组合物中，以制备微型喷射物(minishot)并与商业喷浆混凝土速凝剂进行比较。通过测定已经添加喷浆混凝土速凝剂的水泥基组合物的强度发展来测试性能。通过水泥浆的模量的超声波速度测量连续评价强度发展。
Acc2是实施例1中获得的固体的水性分散体。Acc1和Acc3是通过类似于实施例1的方法，通过浓缩的沉淀的合成路线获得的固体的水性分散体。Acc4是实施例2中获得的固体的水性分散体。
使用的商业喷浆混凝土速凝剂是Sika Schweiz AG的所有
Figure GDA0003110265680000121
产品，它们是水性无碱的基于Al的速凝剂。
在下表中给出了基于所制备的水泥浆的微型喷射物的组成。以基于粘结剂的重量计的百分比给出速凝剂的量。这些剂量对应于分散体。在所有情况下，分散体中的速凝剂的固体含量约为50％。微型喷射物MS1至MS22的强度发展分别显示在图6(MS1至MS4)、图7(MS5至MS8)、图8(MS9至MS12)、图9(MS13至MS16)和图6(MS17至MS22)中。
表1
MS1 MS2 MS3 MS4 MS5 MS6 MS7 MS8
CEM III-A*[kg] 480 480 480 480
CEM II-A/V*[kg] 480 480 480 480
L53AF(cc)**[％] 6 6
L93AF**[％] 7 7
L-5710AF**[％] 6 6
Acc1[％] 6
Acc2[％] 7
*水泥等级
**
Figure GDA0003110265680000131
速凝剂的类型
表2
MS9 MS10 MS11 MS12 MS13 MS14 MS15 MS16
CEM II-A/V*[kg] 400 400 400 400 400 400 400 400
GGBS***[kg] 80 80 80 80
炉渣SF*** 80 80 80 80
L53AF(cc)**[％] 6 6
L93AF**[％] 7 7
L-5710AF**[％] 6 6
Acc2[％] 7
Acc3[％] 7
*水泥等级
**
Figure GDA0003110265680000132
速凝剂的类型
***GGBS＝研磨的粒化高炉炉渣；SF＝超细炉渣
表3
MS17 MS18 MS19 MS20 MS21 MS22
Optimo 4SZ*[kg] 368 368 368 368 368 368
石灰石[kg] 82 82 82 82 82 82
HPI L5601AF**[％] 6
ECO L2401AF**[％] 6
Acc4[％] 6 7
87ES L5710AF**[％] 6
L53AFS**[％] 6
*Holcim,Suisse的水泥
**
Figure GDA0003110265680000141
速凝剂的类型

Claims (19)

1.一种喷浆混凝土速凝剂，其为包含斜铝矾和水合氢明矾石中的至少一种的固体，其中所述固体还包含Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。
2.根据权利要求1所述的喷浆混凝土速凝剂，其中所述固体包含斜铝矾和Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20，或其中所述固体包含斜铝矾、水合氢明矾石和Al2(SO4)3·xH2O，其中14<x<20。
3.根据权利要求1所述的喷浆混凝土速凝剂，其中基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，斜铝矾和/或水合氢明矾石和其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在80至100重量％的范围内。
4.根据权利要求3所述的喷浆混凝土速凝剂，其中基于喷浆混凝土速凝剂的干重计，斜铝矾和/或水合氢明矾石和其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在95至100重量％的范围内。
5.根据权利要求1所述的喷浆混凝土速凝剂，其中斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量在从30至小于100重量％的范围内，和/或其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在从大于0至50重量％的范围内，各自基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
6.根据权利要求5所述的喷浆混凝土速凝剂，其中斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量在从50至小于100重量％的范围内，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
7.根据权利要求5所述的喷浆混凝土速凝剂，其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在从大于0至20重量％的范围内，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
8.根据权利要求1所述的喷浆混凝土速凝剂，其中斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量在30至99重量％的范围内，和/或其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在1至50重量％的范围内，各自基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
9.根据权利要求8所述的喷浆混凝土速凝剂，其中斜铝矾和/或水合氢明矾石的总量在50至97重量％的范围内，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
10.根据权利要求8所述的喷浆混凝土速凝剂，其中14<x<20的Al2(SO4)3·xH2O的总量在3至20重量％的范围内，基于喷浆混凝土速凝剂的干重计。
11.根据权利要求1或2所述的喷浆混凝土速凝剂，其中所述固体呈粉末、薄片或块料的形式。
12.根据权利要求1或2所述的喷浆混凝土速凝剂，其中所述喷浆混凝土速凝剂为无碱的速凝剂，和/或其中所述喷浆混凝土速凝剂不含流化剂和稳定剂。
13.制备根据权利要求1至12任一项所述的喷浆混凝土速凝剂的方法，包括：
a)在40℃至140℃的温度下，使a1)至少一种选自硫酸和硫酸铝的硫酸根化合物、a2)氢氧化铝和a3)水的混合物反应，其中Al与SO4的摩尔比在2/3至3/2的范围内，
b)冷却反应混合物以获得固体，
其中混合物中的水含量设置为水含量A，以使H2O与Al的摩尔比在5.5至6.7的范围内，或
其中混合物中的水含量设置为高于水含量A的水含量B，并且在反应步骤a)的过程中通过暂时允许从混合物中通过蒸发部分去除水，使水含量降低到水含量A。
14.根据权利要求13所述的方法，其中在步骤a)中混合硫酸铝、氢氧化铝和水。
15.根据权利要求13或14所述的方法，其中所述水含量B使得H2O与Al的摩尔比在从大于6.7至24的范围内。
16.根据权利要求13或14所述的方法，其中如果水含量设置为水含量A，则所述混合物在90℃至140℃的温度下反应，或其中如果水含量设置为水含量B，则所述混合物在40℃至100℃的温度下反应。
17.根据权利要求13或14所述的方法，其中使混合物反应的过程在回流下或在密闭反应器中进行，其中在将水含量设置为水含量B的情况下，部分去除水是通过暂时中断回流或暂时打开密闭反应器来进行的。
18.根据权利要求1的喷浆混凝土速凝剂，其根据如权利要求13至17中任一项的方法获得。
19.根据权利要求1-12和18中任一项所述的喷浆混凝土速凝剂作为用于喷浆混凝土或用于包含水硬性粘结剂的建筑材料的速凝剂的用途。
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