CN1898176A - 用于水硬性粘结剂的干燥添加剂 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于水硬性粘结剂的干燥添加剂，其制备方法及其用途。该固态添加剂的特征在于，在微孔载体(2)中配置液态添加剂(1)。从而可以配制水硬性组合物(3)，其比直接添加液态添加剂(1)的相应水硬性组合物具有更好的贮存稳定性。此外，本发明还公开了一种恢复固化的水硬性组合物如混凝土的方法，从而可以对已经固化的水硬性组合物中的加固用铁进行腐蚀保护。

Description

用于水硬性粘结剂的干燥添加剂
                        技术领域
本发明涉及用于水硬性粘结剂的干燥添加剂。
                        技术背景
用于水硬性粘结剂的干燥添加剂被单独出售，或者也可以例如作为干燥混凝土或干燥灰浆以混合形式出售。这样的干燥混合物具有较好的贮存稳定性和耐存放性，因为由干燥粉状原料形成的混合物在存放期间没有发生原料之间妨碍贮存性能的相互作用。
不过，如果将液态原料或添加剂加入干燥混合物中，例如通过将添加剂喷入或注入该粉末混合物中，则该粉末混合物保持其理想的性能的贮存时间将明显缩短。即使表面吸附液体的载体也不一直适于防止相互作用，不过这取决于液态添加剂的性能。特别是具有值得注意的蒸汽压的亲水性液体可以渗移入该粉末混合物中，并起到不希望的作用。
                        发明描述
本发明的目的是，对于用于开头所述种类的水硬性粘结剂的干燥添加剂，即使在使用至少一种液态添加剂情况下，也可以达到足够的贮存稳定性。
根据本发明，该目的是通过第一项权利要求的特征实现的。
本发明干燥添加剂的优点一方面在于，该干燥添加剂是贮存稳定性的，并易于计量加料，优点特别在于，这样配制的水硬性组合物与相应液态添加剂以液态混入其中的相应组合物相比，具有基本上更好的贮存稳定性。
另一优点在于，只有在处理期间加入水时，在微孔载体中吸附的液态添加剂才被延迟释放，并渗移入水硬性粘结剂中，或者渗移入基材中。
此外，应提及的另一优点在于，一种抑制腐蚀的添加剂保护存在于固化的水硬性组合物中的加固用铁免受腐蚀。
此外，在一定限度内，通过适当组合微孔载体和液态添加剂，可以影响释放动力学。
从属权利要求给出了本发明其他有利的实施方式。
                        附图简述
以下借助附图详细解释本发明。不同图中的相同元件具有相同的标记。
附图为：
图1：荷载液态添加剂的微孔载体的示意图；
图2：含有荷载液态添加剂的微孔载体的水硬性组合物的示意图；
图3：固化的水硬性组合物和为恢复目的而使用的水硬性组合物(含有荷载液态添加剂的微孔载体)的示意图；
                    发明具体实施方式
图1表示一种荷载至少一种液态添加剂1的微孔载体2。微孔载体2在干燥混合器中与液态添加剂1混合。
合适的微孔载体2是微孔分子筛，优选沸石，特别是合成性沸石。
载体2的微孔结构的特征在于具有确定的孔径和孔比表面积的孔体系。取决于想要的结构，通过该孔体系连接更大的空腔。该性质使得能够基于分子尺寸和极性而有目的地吸附分子。
因此，微孔的分子筛、特别是沸石适合作为载体。沸石可以人工制备，或者天然存在于以前的火山区域，例如在意大利，在露天矿开采得到。
市售的沸石的孔径通常为3～10埃(10-10m)，优选为4～8埃，不过也可以更大。
优选微孔载体以粉末状存在，特别是平均粒径小于100微米，优选为100～10微米，最优选为50～25微米。在生产中，沸石以很细的粉末产生，有时用粘合剂处理成较大的颗粒。不过，对于作为微孔载体使用而言，优选粉末状的沸石。一种可行的预处理是用水使沸石部分饱和。这在本发明中是特别有利的，从而简化了用液态添加剂进行浸渍。
特别优选Zeolith A、Linde Typ-A(LTA)型的沸石。更优选阳离子交换的沸石，没有或者至少尽可能没有碱金属离子。
通过改变铝/硅的比例，可以控制亲水性和疏水性。所述性质可以用于选择或调节特定沸石对于所用液态添加剂的适应性。
为了将添加剂加入载体中，将载体加入干燥混合器中，并用喷嘴将液态添加剂混入混合器中，并进行搅拌。
相对于载体2而言，液态添加剂1的含量通常为至多100重量％载体，特别是10～80重量％。不过这也取决于所用沸石的种类及其参数。
取决于添加剂的用途和/或种类，有利的是，不完全耗尽微孔载体材料物理和化学荷载液态添加剂的能力。
荷载液态添加剂1的载体2是干燥的，并且至少一年是贮存稳定性的。
可以使用任何液态混凝土添加剂作为添加剂1。有利地使用促进剂、腐蚀抑制剂、液化剂、延滞剂、减少收缩剂、消泡剂等。不过，上述添加剂的使用受到从载体进行释放的动力学限制。优选这样选择载体材料，特别是其孔径和组成，使得释放的动力学与添加剂的功能匹配。例如，对于液化剂或消泡剂而言，希望快速释放，而对于腐蚀抑制剂而言，延迟释放是有利的。
荷载添加剂的微孔载体可以是干燥水硬性组合物的组分，不会影响该混合物的贮存稳定性。荷载添加剂的微孔载体可以以0.05～50重量％的量，优选0.05～20重量％的量存在于水硬性组合物中。此外，水硬性组合物还含有至少一种水硬性粘结剂。该水硬性粘结剂含有至少一种水泥，特别是至少一种根据欧洲标准EN 197的水泥，或者无水合石膏、半水合石膏或二水合石膏形式的硫酸钙；或者氢氧化钙。优选波特兰(Portland)水泥、硫铝酸水泥和矾土水泥，特别是波特兰水泥。水泥混合物可以带来特别良好的性能。为了快速固化，特别是使用水泥se快速粘合剂，其优选含有至少一种矾土水泥或者其他的铝酸盐源，例如提供铝酸盐的熔渣，以及任选的硫酸钙，以无水合石膏、半水合石膏或二水合石膏形式；和/或氢氧化钙。优选水泥，特别是波特兰水泥，作为水硬性粘结剂的组分。
这样得到的粉末状干燥水硬性组合物与没有本发明干燥添加剂的相应水硬性组合物是基本上同样长时间贮存稳定性的，但至少90％同样长时间，通常相应于12～15月的时间。
原则上可以通过选择具有不同阳离子(例如H+、Na+、K+、Ca2+)的合适的沸石来影响吸附和释放行为，以及对水泥se混合物的可能作用。
水硬性组合物例如可以是备用砂浆、修补砂浆、干混(Werk)灰浆或者混凝土。
该水硬性组合物与同样的水硬性组合物(代替干燥添加剂，直接与用于制备干燥添加剂而使用的液态添加剂进行混合)相比，具有明显更好的贮存稳定性。
这里的贮存稳定性是指，当水/水泥比例保持相同±3％时，可以达到与贮存前相同的施用性能。
为了处理干燥水硬性组合物，加入需要量的水，并处理混合物。所需要的水量首先按照技术人员通常使用的水/水泥比例进行确定。通过该处理以及水泥固化反应，液态添加剂1从载体2的孔结构中释放出来，并且添加剂1渗移入水硬性粘结剂中。根据添加剂种类调节添加剂的释放速度，并且也可以延缓地进行。与水接触后，水硬性组合物发生固化。
图2示意性表示具有微孔载体2的水硬性组合物，所述载体荷载液态添加剂1。这里的添加剂是腐蚀抑制性的液态添加剂1。这里，释放优选缓慢进行，目的是保护存在于水硬性组合物3中的加固用铁4免受腐蚀。
例如可以使用链烷醇胺、醇、有机酸、膦酸盐(酯)作为腐蚀抑制剂。适于链烷醇胺的尤其是乙醇胺或者N-烷基化的乙醇胺，优选选自单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺及其混合物。
特别优选使用单乙醇胺(MEA)。
图3表示用水硬性组合物3(例如砂浆)使固化的水硬性组合物3a(例如混凝土)恢复。待修补的固化的水硬性组合物3a被碳酸盐化、被氯化物污染、破裂、有凹痕或者裂开，和/或在某些地方具有可见的加固用铁4，可以通过处理表面而进行预加工，例如使用锤或类似手段将之击碎或敲掉，特别是直到遇到完好的混凝土。这时将水硬性组合物与水混合，并涂布在固化的水硬性组合物3a上。在处理水硬性组合物3时，液态添加剂1优选延缓地释放出来，渗移入水硬性的组合物3中，然后进入固化的水硬性组合物3a，如混凝土中。如果在载体2中存在的液态添加剂1是腐蚀抑制剂，则加固用铁4吸收该添加剂，从而产生腐蚀防护。有利的是，取决于添加剂的用途和种类，在涂布前、涂布过程中或涂布后释放液态添加剂。
因此，该方法代表了一种可能性，如可以保护在已经固化的水硬性组合物中的加固用铁免受腐蚀。
实施例
现在借助实施例详细地解释本发明。这些实施例只是进一步说明本发明，而绝非限制本发明的范围。
1.干燥添加剂
作为用于微孔载体2的实例B1、B2和B3，沸石
  阳离子   孔径   晶体大小   性质   其他
  B1   Na+   7.5   2μm   亲水性   吸水率(20℃，55％相对空气湿度)：29％
  B2   H+   7.5   疏水性
  B3   H+   5.5   0.2-1μm   疏水性   表面积(BET)＞300m2/g
以及，与作为液态添加剂的10、20和50重量％(以载体重量计)的单乙醇胺(MEA)(由Fluka Chemie GmbH，Schweiz购得)混合，并通过在干燥混合器中的简单混合而均匀化。
随后，按照表1给出的等级，用眼睛或鼻子评价流动性以及气味，并概括在表2中。
  -   o   +   ++
  流动性   差严重结块   中等轻微结块   良好没有结块   很好没有结块
  气味   很强非常扰乱性的   强扰乱性的   小轻微扰乱性的   无非扰乱性的
表1.流动性和气味的评价。
  载体材料   B1   B2   B3
  10％MEA   B1-10   B2-10   B3-10
  流动性   ++   ++   ++
  气味   ++   ++   ++
  20％MEA   B1-20   B2-20   B3-20
  流动性   ++   +   ++
  气味   ++   -   ++
  50％MEA   B1-50   B2-50   B3-50
  流动性   o   +   o
  气味   -   o   --
表2.干燥添加剂。
2.水硬性组合物
0.5g B1-20混入100g SikaQuick506(由Sika Schweiz AG购得)，作为干燥水硬性组合物的实例。作为参照R1和R2，将0.083g MEA混入100g SikaQuick506。
该三种试样以及试样SikaQuick506在室温下在封闭的圆筒中存放180天，然后根据EN 480-1，与水混合，并评价。通过混合存放的试样SikaQuick506与混合水制备参照R3，向其中加入每100gSikaQuick506的0.091g MEA。
通过以下参数评价这些试样：
-类似EN 12350-7，测量空气含量(混凝土检验)
-根据DIN 18555-2，在10分钟和15次锤打后测量坝落度
-处理：由技术人员评价粘合性和粘度
-根据EN 196-1，在23℃和50％相对空气湿度下固化28天后的耐压强度
-根据EN 196-1，在23℃和50％相对空气湿度下固化28天后的弯曲强度
-根据DIN 52450，在23℃和50％相对空气湿度下91天后的干燥收缩度
  R1   R2   R3   B1-20
  混合水[重量％]   16.5   17   15   15
  空气含量[％]   5.2   5.2   6.0   5.6
  坍落度[mm]   135   149   145   148
  可加工性   太干硬   良好   良好   良好
  耐压强度[MPa]   28.4   22.9   32.7   33.1
  弯曲强度[MPa]   5.7   5.5   7.2   7.0
  干燥收缩度[mm/m]   -1.44   -1.25   -1.26
表3水硬性组合物的性能
表3表示这些评价的结果。由此可见，与添加液态添加剂(R1和R2)相比，添加固态添加剂(B1-20)没有使水硬性组合物的贮存稳定性变差，如同与R3对比所见一样。实例R1和R2需要基本上更高的水含量，从而得到相同的可加工性，特别是坍落度。不过，较高的需水量对机械性能、收缩度从而还对渗透性有不利影响。
还观察到，B1-20的强度和收缩值与参照R3是可比较的，甚至在存放后或者没有存放情况下。此外，与B1-20相比，参照R1和R2在存放后具有基本上更差的收缩度和强度值，并且具有明显升高的渗透性。
                        标记清单
1液态添加剂
2微孔载体
3水硬性组合物
3a固化的水硬性组合物
4加固用铁

Claims (19)

1.用于水硬性粘结剂的干燥添加剂，其特征在于，在微孔载体(2)中布置液态添加剂(1)。
2.根据权利要求1的干燥添加剂，其特征在于，该液态添加剂(1)是液化剂、促进剂、延滞剂、消泡剂、减少收缩剂或者腐蚀抑制剂。
3.根据权利要求2的干燥添加剂，其特征在于，该液态添加剂(1)是腐蚀抑制剂，特别是链烷醇胺、醇、有机酸、膦酸酯，优选单乙醇胺。
4.根据权利要求1～3之一的干燥添加剂，其特征在于，该微孔载体(2)是分子筛，特别是沸石，优选Zeolith A、Linde Typ-A(LTA)。
5.根据权利要求4的干燥添加剂，其特征在于，该微孔载体(2)以粉末状存在，特别是其平均粒径小于100微米，优选为100～10微米，最优选为50～25微米。
6.根据权利要求1～5之一的干燥添加剂，其特征在于，该微孔载体的孔径为3～10埃，优选为4～8埃。
7.根据权利要求1～6之一的干燥添加剂，其特征在于，荷载液态添加剂(1)的载体(2)的贮存稳定性为一年以上。
8.含有根据权利要求1～7之一的干燥添加剂以及水硬性粘结剂的水硬性组合物(3)。
9.根据权利要求8的水硬性组合物，其特征在于，该水硬性粘结剂含有水泥，特别是波特兰水泥。
10.根据权利要求8或9的水硬性组合物，其特征在于，贮存稳定性与没有根据权利要求1～7的干燥添加剂的相应水硬性组合物基本上是同样长时间的，但至少是后者的90％时间。
11.根据权利要求8～10之一的水硬性组合物，其特征在于，该水硬性组合物是备用砂浆、修补砂浆、干混灰浆或者混凝土。
12.固化的水硬性组合物，是通过用水使根据权利要求8～11之一的水硬性组合物硬化得到的。
13.从根据权利要求1～7之一的干燥添加剂中释放液态添加剂的方法，通过使该干燥添加剂与水接触进行。
14.根据权利要求1～7之一的干燥添加剂在含有水硬性粘结剂的组合物中的用途。
15.制备根据权利要求1～7之一的干燥添加剂的方法，其特征在于，液态添加剂混合入微孔材料中，并搅拌。
16.使固化的水硬性组合物(3a)恢复的方法，包括以下步骤：
a)使根据权利要求8～11之一的水硬性组合物与水混合，
b)释放出液态添加剂，
c)将与水混合的水硬性组合物涂布在固化的水硬性组合物(3a)上，
d)液态添加剂渗移入固化的水硬性组合物(3a)中，
其中，步骤b)和c)也可以同时或者以相反次序进行。
17.根据权利要求16的恢复方法，其特征在于，该液态添加剂是腐蚀抑制剂，特别是链烷醇胺、醇、有机酸、膦酸酯。
18.根据权利要求16或17的恢复方法，其特征在于，固化的水硬性组合物(3a)含有加固用铁(4)。
19.根据权利要求18的恢复方法，其特征在于，该腐蚀抑制剂渗移通过固化的水硬性组合物(3a)，并吸附在加固用铁上。
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