CZ289264B6 - Způsob stříkání betonové směsi nebo malty - Google Patents

Abstract

e en se t²k zp sobu st° k n betonov sm si nebo malty mokrou cestou nebo suchou cestou pro vytvo°en povrchov vrstvy betonov sm si nebo malty, ke kter se p°id v t sn p°ed st° k n m nebo ve st° kac m ·stroj vodn suspenze (A) oxidu hlinit ho a slou eniny hlin ku vybran ze skupiny obsahuj c s ran hlinit², z sadit s rany hlinit , kamence a jejich sm si, p°i em tato vodn suspenze (A) m pH ni ne 4. Vodn suspenze m obsah pevn²ch l tek mezi 10 a 50 % hmotnostn mi a po klidov prodlev trvaj c 48 hodin m formu gelu, kter² je vratn² p soben m mal²ch smykov²ch sil. e en se t²k tak vodn suspenze (A) jako p° sady pro st° kanou betonovou sm s nebo maltu, zejm na pro zv² en tlou ky st° kan vrstvy a omezen odr en st° kan hmoty.\

Description

Vynález se týká způsobu stříkání betonové směsi nebo malty s použitím zejména vodné suspenze oxidu křemičitého, zejména sráženého oxidu křemičitého, a hliníkové sloučeniny, zejména síranu hlinitého. Vynález se také týká vodné suspenze jako přísady do betonových směsí a malt, určených pro nanášení stříkáním.

Dosavadní stav techniky

Použití způsobů stříkání betonové směsi nebo malty pro vytvoření vrstvy stříkané betonové směsi nebo malty na podkladu nebo povrchové ploše, která má být pokryta betonem, je dobře známé.

Dosud existují dva základní typy takových způsobů nanášení betonové směsi nebo malty stříkáním, jednak způsoby upravené pro stříkání za sucha a jednak způsoby stříkání mokrou cestou.

Při způsobech stříkání složek betonové směsi za sucha se nejprve připraví suchá směs obsahující všechny běžné bezvodé složky betonové směsi nebo malty, to znamená směs obsahující cement, zrnité plnivo (písek v případě přípravy malty, hrubší zrnité plnivo jako je drcený štěrk a/nebo oblázkový štěrk a obecně také písek při přípravě betonové směsi) a popřípadě přísady v pevné formě. Tato suchá směs, obsahující maximálně 2 až 4% vlhkosti, se potom pneumaticky dopravuje zpravidla pomocí stlačeného vzduchu ke stříkací hubici, ve které probíhá zvlhčování suché směsi tak zvanou smáčecí vodou, aby připravená směs vody a tuhých látek, tvořících výchozí bezvodou směs, byla homogenní. Do proudu této směsi se ve stříkací hubici nebo za ní přidává urychlovač tuhnutí a tvrdnutí v práškové nebo kapalné formě a takto získaná směs se stříká ze stříkací hubice pomocí stlačeného vzduchu, který je rozstřikovacím nebo urychlovacím vzduchem, na betonovou plochu.

Hlavní nevýhodou tohoto typu stříkacích způsobů pro stříkání betonové směsi nebo malty jsou vysoké materiálové ztráty způsobované odrazem části betonové směsi nebo malty od betonovaného podkladu nebo povrchu v průběhu stříkání. Odrážení stříkané betonové směsi malty ohrožuje bezpečnost pracovníků obsluhujících stříkací zařízení a kromě toho, pokud není odražený materiál znovu využit, zvyšuje celkové množství potřebných výchozích materiálů a prodlužuje dobu stříkání, potřebnou k nanesení vrstvy betonové směsi nebo malty o požadované tloušťce.

Při způsobech stříkání betonové směsi za mokra se nejprve připraví směs obsahující cement, zrnité plnivo (písek při výrobě malty, hrubší zrnité plnivo jako je drcený štěrk a/nebo oblázkový štěrk a obecně také písek při přípravě betonové směsi), vodu, která je tak zvanou záměsovou vodou, a popřípadě přísady, přičemž takto připravená směs je vlhkou nebo alespoň částečně tekutou směsí. Tato směs se může připravovat na staveništi nebo může být dodávána na staveniště v hotovém stavu zejména z výroben betonových směsí, načež se dopravuje pomocí čerpadla, například pomocí šnekového nebo pístového čerpadla, potrubím ke stříkací trysce.

V této stříkací trysce nebo za ní se do proudu směsi přidává urychlovač tuhnutí a tvrdnutí, zejména v kapalné formě, a takto připravená směs se stříká stříkací tryskou pomocí stlačeného vzduchu, který je rozstřikovacím vzduchem nebo urychlovacím vzduchem, na podklad nebo na betonovanou plochu.

V porovnání se stříkacími postupy pro stříkání směsí za sucha mají tyto způsoby stříkání řadu výhod spočívající zejména v tom, že cement je zpravidla dobře navlhčen a výsledný beton nebo malta je homogennější, přičemž současně je výrazně sníženo tvoření prachu.

-1CZ 289264 B6

Stříkání směsi mokrou cestou má však ještě některé nevýhody, z nichž je možno uvést snížení hustoty výsledného betonu nebo malty, což je důsledkem použití nadbytku záměsové vody ve výchozí betonové směsi nebo maltě, takže v průběhu hydratace se celé množství záměsové vody nespotřebuje. Nadbytek vody se také projeví ve snížení tloušťky vrstvy, nanášené v jedné stříkací operaci. Zatímco přidávání vodního skla do výchozí betonové směsi nebo malty může zkrátit dobu tuhnutí a tvrdnutí, na druhé straně se projevuje nevýhodně ve snížení mechanické pevnosti betonu, nanášeného stříkáním, v průběhu času.

Kromě toho urychlovače tuhnutí a tvrdnutí, běžně používané při způsobech stříkání betonových nebo maltových směsí za sucha nebo mokrou cestou, obsahují vysoce alkalické chemické směsi a sloučeniny, zejména hydroxidy alkalických kovů, uhličitany alkalických kovů a hlinitany alkalických kovů, které představují určité riziko pro bezpečnost pracovníků přicházejících do styku s těmito látkami, zejména jsou-li přítomny ve vysokých koncentracích. Tyto látky mohou při nesprávné manipulaci vyvolat nejen bolestivé popáleniny kůže, ale mohou také vážně podráždit oči pracovníků provádějících nástřik betonových nebo maltových směsí. Urychlovače tvrdnutí betonu jsou kromě toho do jisté míry znečišťujícími látkami vtom smyslu, že odražené části směsi, které nejsou znovu využity, mají velký obsah vysoce alkalických složek.

Úkolem vynálezu je proto vyřešit způsob stříkání betonové nebo maltové směsi, u kterého by se uvedené nedostatky neprojevovaly.

Podstata vynálezu

Tento úkol je vyřešen způsobem stříkání betonové nebo maltové směsi podle vynálezu, při kterém se využívá speciálních přísad.

Podstata způsobu stříkání betonové nebo maltové směsi podle vynálezu spočívá zejména v tom, že se používá vodné suspenze nebo kaše, obsahující zejména oxid křemičitý, zejména srážený oxid křemičitý, a vytvářející při ponechání po určitou dobu v klidu gel, který zabraňuje usazování nebo tuhnutí produktu v průběhu jeho skladování a tím zajišťuje stabilitu suspenze po dobu několika měsíců, přičemž tato suspenze si zachovává homogenitu po celý tento časový interval a vzniklý gel je následně dokonale přeměnitelný na suspenzi působením malých smykových sil. Tento gel je působením malých smykových sil nebo míšením převeden na homogenní suspenzi s nízkou viskozitou a v důsledku toho snadno čerpatelnou, aby byla vhodná pro použití v běžně využívaných stříkacích zařízeních.

Předmětem vynálezu je tak způsob stříkání betonové nebo maltové směsi suchou cestou nebo zejména mokrou cestou, kterým by se na povrch zpracovávaného podkladu nebo předmětu nanesla vrstva betonové směsi nebo malty, jehož podstata spočívá v tom, že bezprostředně před stříkacím ústrojím nebo v něm se přidá vodná suspenze (A), která má pH nižší než 4 a obsah pevných látek mezi 10 a 50 % hmotnostními a která po 48 hodinách ponechání v klidu vytváří gel, který je vratný působením malých smykových sil.

Podle výhodného provedení způsobu podle vynálezu se tento postup uskutečňuje za sucha.

V dalším výhodném provedení vynálezu se nejprve připraví suchá betonová nebo maltová směs, tato směs se potom uvede do pohybu pro její zavedení do stříkacího ústrojí, k suché směsi se přidá bezprostředně před stříkáním nebo ve stříkacím ústrojí smáčecí voda a vodná suspenze (A) se přidá k této směsi samostatně nebo v kombinaci bezprostředně před stříkáním nebo při něm jako směs a výsledná směs se nastřikuje ze stříkacího ústrojí na povrchovou plochu nebo na podklad.

-2CZ 289264 B6

Vodná suspenze (A) a smáčecí voda se mohou do suché směsi přidávat samostatně, to znamená pomocí dvou samostatných dávkovačích ústrojí, opatřených popřípadě samostatnými čerpadly. Suspenze může být také přidávána do směsi kombinovaným způsobem, to znamená pomocí stejných ústrojí; v tomto případě se tyto složky směšují mezi sebou ještě před přivedením do směsi. Použitím vodné suspenze (A) se sníží odrážení střídané směsi od povrchu betonové plochy a omezí se tvorba prachu.

Je třeba poznamenat, že vodná suspenze (A) může být použita zejména také jako smáčecí voda.

I když způsob podle vynálezu může být realizována suchou cestou, popsanou v předchozí části, přináší použití mokré cesty rovněž vynikající výsledky.

Proto se podle dalšího výhodného řešení způsobu podle vynálezu realizuje stříkání mokrou cestou.

Při provádění tohoto výhodného způsobu podle vynálezu se připraví mokrá betonová nebo maltová směs, tato směs se uvede do pohybu pro její přivedení do stříkacího ústrojí, do mokré směsi se bezprostředně před stříkáním nebo ve stříkacím ústrojí přidá vodná suspenze (A) a výsledná směs se stříká ze stříkacího ústrojí na povrchovou plochu nebo na podklad.

V obou konkrétních provedeních způsobu podle vynálezu jsou ústrojí pro přípravu suché směsi nebo mokré směsi, pro přemísťování této směsi a její přivádění do stříkacího ústrojí pro stříkání směsi na povrch betonované konstrukce a také vlastní stříkací ústrojí stejného provedení jako ústrojí používaná v oboru stříkání betonové nebo maltové směsi, která jsou odborníkům dostatečně známa.

Suchá směs i mokrá směs je tak obecně připravována mícháním materiálů tvořících složky této směsi. Sled přidávání jednotlivých materiálových složek směsi není rozhodný. Například při provádění způsobu stříkání směsi podle vynálezu za mokra se nejprve smísí zrnité plnivo nebo přísady (písek v případě maltové směsi, zrnité plnivo nebo hrubší kamenivo, například drcený štěrk a/nebo oblázkový štěrk a obecně také písek pro přípravu betonové směsi) a cement mezi sebou a potom se přidává záměsová voda a takto získaná vlhká nebo mokrá směs se podrobí závěrečnému míchání.

V kterémkoliv vhodném čase v průběhu přípravy suché směsi (při provádění způsobu za sucha) nebo mokré směsi (při provádění způsobu podle vynálezu za mokra) se mohou do směsi přidávat přísady, například smáčecí prostředky. Smáčecími prostředky, které mohou být zvláště připomenuty, mohou být melamin, polynaftalénsulfonát sodný, polyakrylát sodný a polykarboxylát sodný.

Do směsi mohou být přidávána ztužující vlákna z polyvinylalkoholu, polypropylénu, polyakrylonitrilu, celulózy, uhlíku, kevlaru, polyamidu a polyetylénu.

V případě stříkání směsi suchou cestou může být směs, připravená za sucha, přiváděna do stříkacího ústrojí po svém dopravní pomocí stlačeného vzduchu potrubím nebo jiným vedením. Při provádění způsobu stříkání za mokra se mokrá směs přivádí do stříkacího ústrojí obecně po svém dopravení k tomuto ústrojí pomocí příslušného čerpadla potrubím nebo podobnou dopravní cestou.

Vodná suspenze (A) může být dopravována před stříkací ústrojí nebo do něj například pomocí dávkovacího čerpadla.

Stříkací ústrojí pro stříkání směsi obvykle sestává ze stříkací trysky nebo hubice. Kombinace vytvořená ze suché směsi, smáčecí vody a suspenze (A) nebo kombinace vytvořená z mokré

-3CZ 289264 B6 směsi a vodné suspenze (A) je potom stříkána stříkací tryskou zpravidla pomocí hnacího vzduchu, který je přiváděn do trysky, přičemž hnacím vzduchem je zpravidla stlačený vzduch.

Použití vodné suspenze (A) a místo jejího zavádění do směsi jsou základními znaky způsobu podle vynálezu.

V dalších odstavcích bude popsáno složení vodné suspenze (A) a její příprava.

Vodnou suspenzí (A) je v tomto případě vodná suspenze oxidu křemičitého a sloučeniny hliníku, vybrané ze skupiny obsahující síran hlinitý, zásadité sírany hlinité, kamence a jejich směsi a mající hodnotu pH menší než 4, obsah tuhých látek mezi 10 a 50 % hmotnostními a iďerá má po ponechání v klidu po dobu 48 hodin formu gelu, přičemž tento gel je přeměnitelný na suspenzi působením malých smykových sil.

Obsah pevných látek ve vodné suspenzi (A) je mezi 10 a 50 % hmotnostními, zejména mezi 15 a 45% hmotnostními, přičemž tento obsah se výhodně pohybuje mezi 20 a 40 % hmotnostními.

Vodná suspenze (A) má hodnotu pH (měřené podle normy ISO 787/9 (pH 5 % suspenze ve vodě)) nižší než 4, zejména menší než 3,5 a například menší než 3. Hodnota pH je obecně nejméně 2, zejména nejméně 2,2.

Tato vodná suspenze (A) má ve výhodném provedení obsah oxidu křemičitého (vyjádřené jako bezvodý oxid křemičitý) mezi 1 a 49% hmotnostními. Tento obsah může být mezi 5 a 30 % hmotnostními, zejména mezi 8 a 20 % hmotnostními.

Podle dalšího výhodného provedení vynálezu je obsah sloučeniny hliníku (vyjádřený v množství bezvodé sloučeniny hliníku) mezi 1 a 49 % hmotnostními, zejména mezi 3 a 40 % hmotnostními. Tento obsah se může pohybovat mezi 5 a 35 % hmotnostními, zejména mezi 10 a 30 % hmotnostními.

V alternativním konkrétním provedení vynálezu má vodná suspenze (A) obsah oxidu křemičitého (vyjádřený jako obsah bezvodého oxidu křemičitého) mezi 11 a 20 % hmotnostními a/nebo obsah sloučeniny hliníku (vyjádřený v množství bezvodé sloučeniny hliníku) mezi 21 a 30 % hmotnostními.

Sloučenina hliníku, přítomná ve vodné suspenzi (a), je vybrána ze skupiny obsahující síran hlinitý, kamence a jejich směsi.

Za kamence jsou v tomto případě pokládány sloučeniny síranu hlinitého se síranu alkalických kovů obecného vzorce MAI(SO₄)2.12H2O, kde M je například Li, Na nebo K. Kamenec se síranem hlinitým může tvořit také amonný radikál nebo jednomocné thallium.

Sloučeninou hliníku je nej výhodněji síran hlinitý. Tento síran hlinitý může pocházet z bezvodého síranu hlinitého (A1₂(SO₄)₃) nebo z hydratovaného síranu hlinitého (zejména majícího vzorce AL₂(SO₄)₃.14H₂O nebo Al2(SO₄)₃.18H₂O).

Zásaditý síran hlinitý může být vybrán ze sloučenin majících následující vzorec:

[Al_A(OH)_B(SO_B)c(H2O)_E]_n. kde n A B

C je kladné celé číslo, je rovno 1, je mezi 0,75 a 2, je mezi 0,5 a 1,12,

-4CZ 289264 B6

E je mezi 1,5 a 4, jestliže je síran tuhý, a E je větší než 4, jestliže je síran ve formě vodného roztoku, přičemž B + 2C = 3. Tyto sírany mohou být například zásaditými sírany hlinitými, popsanými v US-A-4 877 597.

Zásadité vzorce hlinité mohou být vybrány například ze síranů vyjádřených vzorcem:

A1_a(OH)_b(SO4)c(SíOx)_d(H₂O)_e, kde

A je rovno 1,

B je mezi 0,75 a 2

C je mezi 0,3 a 1,12,

D je mezi 0,005 a 0,1, < x < 4,

E je mezi 1,5 a 4, jestliže je síran tuhý, a E je větší než 4, jestliže je síran ve formě vodného roztoku, přičemž 3 = B + 2C + 2D(X-2). Tyto sírany mohou být například zásaditými sírany hlinitými, popsanými v US-A-4 981 675.

Zatímco oxid křemičitý přítomný ve vodné suspenzi (A) může být vybrán ze skupiny obsahující zejména výpary oxidu křemičitého, srážené oxidy křemičité a sloučeniny oxidu křemičitého zahrnující především oxidy křemičité vybrané ze skupiny obsahující křemíkohlinitany, například Tixosil 28 dodávaný firmou Rhóne-Poulenc, smektity nebo křemičitany hořečnaté smektitového typu a jejich směsi, přičemž nejméně jeden srážený oxid křemičitý je zejména použit jako oxid křemičitý.

Jako srážený oxid křemičitý se v tomto případě označuje oxid křemičitý získaný srážením z reakce křemičitanu alkalického kovu s kyselinou, obecně anorganickou kyselinou, při vhodné hodnotě pH srážecího činidla, zejména zásaditého, neutrálního nebo slabě kyselého pH. Oxid křemičitý může být připraven jakýmkoliv způsobem (přidáváním kyseliny k zásadité základní složce oxidu křemičitého, úplným nebo částečným současným přidáváním kyseliny nebo oxidu křemičitého k základní složce vodního nebo křemičitanového roztoku a podobně), přičemž způsob se volí podle typu křemičitanu, který má být získán. Na konci srážecího procesu probíhá oddělovací fáze pomocí v podstatě známých technických prostředků, například s využitím filtračního lisu nebo vakuového filtru. Takto získaný filtrační koláč se podle potřeby promyje a po případném rozmělnění může být vysušen některým ze známých postupů, zejména rozprášením, a potom se popřípadě mele a/nebo aglomeruje.

V další části popisuje používáno pojmu měrný povrch BET, který je určován Brunauer-EmmettTellerovou metodou, popsanou v „Joumal of the Američan Chemical Society“ svazek 60, str. 309 z února 1938 a v odpovídající normě NFT 45007 (listopad 1987).

CTAB měrný povrch je vnější plochou, určenou podle normy NFT 45007 (listopad 1987) (5.12).

Konečně se také uvádí, že daný objem pórů se měří rtuťovým porozimetrem a průměry pórů se vypočítávají s použitím Washbumova vztahu s úhlem dotyku theta rovným 130° a s povrchovým napětím gama rovným 484 dynů/cm (porozimetr Micromeritics 9300).

Výhodná dispergovatelnost a dezintegrovatelnost oxidu křemičitého, který je použitelný ve vodné suspenzi (A), může být určována pomocí specifického dezintegračního testu.

Dezintegrační test se provádí následujícím postupem:

koheze zrnitých částic se určí měřením velikosti těchto částic (pomocí laserového rozptylování), prováděného se suspenzí oxidu křemičitého, který byl předtím rozmělněn pomocí ultrazvuku.

-5CZ 289264 B6

Tím se měří dezintegrovatelnost oxidu křemičitého (porušení částic od 0,1 do několika desítek mikronů). Dezintegrace pomocí ultrazvuku se provádí pomocí zvukového měniče Vibracell Bioblock (600 W) se snímačem majícím průměr 19 mm. Měření velikosti částic se provádí pomocí laserového rozptylování v analyzátoru velikosti částic Sympatec.

gramy oxidu křemičitého se navážily do vzorkovnice s výškou 6 mm a průměrem 4 cm a doplnily se do 50 gramů přidáním demineralizované vody. Tím se vytvoří vodná suspenze obsahující 4 % oxidu křemičitého, která se homogenizuje po dobu 2 minut magnetickým mícháním. Dezintegrace ultrazvukem se potom provádí následovně: po ponoření sondy do hloubky 4 cm se nastaví její výkon tak, aby se dosáhlo výchylky ručičky číselníku, ukazujícího velikost výkonu, na 20% (což odpovídá energii 120W/cm² vysílané koncem sondy). Dezintegrace probíhá po dobu 420 sekund. Potom se po zavedení známého objemu homogenizované suspenze, vyjádřeného v milimetrech, do kyvety analyzátoru velikosti částic měří velikost částic.

Hodnota získaného středního průměru 0₅o je úměrně menší, čím je větší dezintegrovatelnost zkoušeného oxidu křemičitého. Určí se také poměr desetinásobku objemu zavedené suspenze (v ml) k optické hustotě suspenze, zjištěné analyzátorem velikosti částic (tato optická hustota je řádově 20). Tento poměr naznačuje obsah jemné frakce částic, to znamená množství částic menších než 1 pm, které nejsou zjištěny analyzátorem velikostí částic.. Tento poměr, označovaný za ultrazvukový dezintegrační faktor (Fo) je ůměmě vyšší, čím je větší dezintegrovatelnost, která se ukázala u oxidu křemičitého.

Srážený oxid křemičitý, který je zejména obsažen ve vodné suspenzi (A), obecně vykazuje měrný povrch CTAB mezi 50 a 250 m²/g, zejména mezi 100 a 240 m²/g.

Vodná suspenze (A) obsahuje ve výhodném provedení vynálezu srážený oxid křemičitý, který má velmi dobrou dispergovatelnost a dezintegrovatelnost.

Při provádění způsobu podle vynálezu je tak možno využít sráženého oxidu křemičitého, popsaného v EP-A-0 520 862. Tento srážený oxid křemičitý (Si) může mít zejména formu kulovitých částic, které mají měrný povrch BET mezi 140 a 200 m²/g, měrný povrch CTAB mezi 140 a 200 m²/g a takové rozložení pórů, že objem pórů sestávajících z pórů, jejichž průměr je mezi 175 a 275 A, tvoří nejméně 50%, například nejméně 60% objemu pórů sestávajícího z pórů o průměrech menších nebo rovných 400 A (a střední velikost nejméně 80 pm, například nejméně 100 pm). Tyto kuličkové částice mají faktor (F_D) ultrazvukové dezintegrace větší než 5,5 ml a střední průměr (0_5O) po dezintegraci ultrazvukem menší než 5 pm.

Srážený oxid křemičitý, kteiý je obecně ve formě prášku, granulí nebo v podstatě kuličkových tělísek a je vybrán z následujících materiálů, může být obecně využit jako oxid křemičitý, který má vynikající dispergovatelnost a dezintegrovatelnost:

- srážený oxid křemičitý (S₂) mající:

- měrný povrch CTAB mezi 140 a 240 m²/g,

- ultrazvukový dezintegrační faktor (F_D) větší než 11 ml, například větší než 12,5 ml, střední průměr (05o) částic po dezintegraci ultrazvukem menší než 2,5 pm, zejména menší než 2,4 pm, například menší než 2,0 pm;

-6CZ 289264 B6 srážený oxid křemičitý (S₃) maj ící:

- měrný povrch CTAB mezi 140 a 240 m²/g, rozložení pórů takové, že objem pórů sestávajících z pórů majících průměr mezi 175 a 275 Á představuje méně než 50 %, například méně než 40 % objemu pórů s průměrem menším nebo rovným 400 A, ultrazvukový dezintegrační faktor (F_D) větší než 5,5 ml, střední průměr (ο₅₀) částic po dezintegraci ultrazvukem menší než 5 pm;

srážený oxid křemičitý (S₄) maj ící:

- měrný povrch CTAB mezi 100 a 140 m²/g,

- střední průměr (0_5O) částic po dezintegraci ultrazvukem menší než 2,8 pm, zejména menší než 2,7 pm, například menší než 2,5 pm,

- ultrazvukový dezintegrační faktor (F_D) větší než 3,0 ml;

- srážený oxid křemičitý (S₅) mající:

měrný povrch CTAB mezi 100 a 140 m²/g,

- rozložení pórů takové, že objem pórů sestávajících z pórů majících průměr mezi 175 a 275 A představuje méně než 55 %, zejména méně než 50 %, například méně než 40 % objemu pórů s průměrem menším nebo rovným 400 A,

- střední průměr (0_5O) částic po dezintegraci ultrazvukem menší než 4,5 pm, zejména menší než 4 pm, například 3,8 pm;

- ultrazvukový dezintegrační faktor (F_D) větší než 3,0 ml.

Oxid křemičitý, zejména srážený oxid křemičitý, přítomný ve vodné suspenzi (A), je obecně jemně rozdělen, zejména v důsledku rozmělňování (například mletí za mokra) nebo dezintegrací ultrazvukem.

Použití sloučeniny hliníku, zejména síranu hlinitého, umožňuje však stabilizaci suspenzí oxidu křemičitého, který nemá jemně rozptýlené částice a který má naopak částice s poměrně velkými rozměry, zejména takové, že d|₀ je mezi 4 a 10 pm, d₅o je mezi 15 a 30 pm a d^ je mezi 50 a 100 pm. Množství d₁₀ označuje průměr částic tak, že 10% z celkového počtu částic má menší průměr, přičemž podobně d₅o (d^) označuje průměr částic tak, že 50 % (nebo 90 %) celkového počtu částic oxidu křemičitého má menší průměr. Toto měření velikosti částic se provádí výhodně pomocí laserového rozptylování na analyzéru velikosti částic typu Cilas. Je třeba poznamenat, že bez použití sloučeniny hliníku jako přísady se tato suspenze oxidu křemičitého usazuje po době skladování kratší než jeden týden a výsledkem je tvorba usazenin, které není možno snadno uvést zpět do disperzního stavu zejména mechanickým mícháním.

Základní vlastností vodné suspenze (A) je její schopnost vytvářet gel po určité době, kdy byla ponechána v klidu. Tím se zamezí sedimentaci nebo usazování tuhých částic v průběhu skladování a současně zajišťuje stabilita suspenze po dobu několika týdnů nebo dokonce několika měsíců (zejména nejméně po dobu tří měsíců). Suspenze si zachovává svoji homogenitu v podstatě po celý tento časový interval. Jestliže je vodná suspenze (A) ponechána v klidu po

-7CZ 289264 B6 dobu 48 hodin, zejména již po dobu 24 hodin nebo dokonce jen po dobu 2 hodin, dostává se do formy gelu, který je zpětně přeměnitelný na suspenzi působením i malých smykových sil.

Po klidové době 24 hodin je tedy vodná suspenze (A) výhodně ve formě gelu, který má viskozitu (Vi), měřenou při otáčkách 1 s^_1 po dobu 1 minuty, větší než 0,6 Pa.s, zejména větší než 1,5 Pa.s a výhodněji větší než 2,0 Pa.s (a obecně menší než 25 Pa.s).

Postup, kterým se zjistí povaha vodné suspenze (A) po časovém intervalu, kdy byla suspenze ponechána v klidu, je následující:

gel se vpraví do měřicí kyvety MS 125 nebo MS 145 rheometru typu Contraves Rheomat Z115, načež se působí smykovou silou při otáčkách 500 s^_l po dobu 1 minuty (mícháním míchadlem s 500 otáčkami za minutu), aby se dosáhlo rozložení gelu, gel se potom ponechá reformovat po dobu 24 hodin, přičemž se věnuje péče pokrytí kyvety plastovým filmem, zamezujícím únikům gelu, a v závěru tohoto časového intervalu trvajícího 24 hodin se provedou následující operace:

- měří se viskozita (V0 při otáčce míchadla za sekundu po dobu 1 minuty; naměřená hodnota je úměrně tím větší, čím je větší tendence suspenze ke gelovatění;

- může se uskutečnit další měření viskozity (V₂) při působení 50 ot/s po dobu 1 minuty, přičemž naměřená hodnota je úměrně tím nižší, čím je gelová struktura křehčí; vodná suspenze (A) má obecně viskozitu V₂ mezi 0,05 a 0,4 Pa.s;

- nakonec se může uskutečnit třetí měření viskozity (V₃) působením smykové síly při 500 ot/sec po dobu 1 minuty, přičemž naměřená hodnota je úměrně menší, čím je větší čerpatelnost suspenze; vodná suspenze (A) má obecně viskozitu V₃ mezi 0,03 a 0,35 Pa.s.

Gel, na který se změní vodná suspenze (A) podle vynálezu po ponechání v klidu po dobu 48 hodin (zejména již po 24 hodinách a dokonce po klidové době trvající jen 2 hodiny), je vratný na suspenzi již při malém napětí: při malém smyku je tak přeměněn na suspenzi s nízkou viskozitou a tedy snadnou čerpatelností. Tento gel je zejména takového druhu, že je možno jej přeměnit na suspenzi působením smyku při 500 ot.s“’ po dobu 1 minuty, přičemž tato suspenze má viskozitu (Vj), měřenou při 50 ot.s_₍ po dobu 1 minuty, rovnou nejvýše 0,35 Pa.s, zejména nejvýše 0,30 Pa.s, například nejvýše 0,25 Pa.s.

Postup pro určování první viskozity (V0 je následující:

gel se vpraví do měřicí kyvety MS 125 nebo MS 145 rheometru typu Contraves Rheomat Z115, načež se po dobu 1 minuty udržují otáčky míchadla na 500 s'¹ po dobu 1 minuty pro rozrušení struktury gelu a změří se viskozita (Vi) získaného produktu při 50 otáčkách míchadla za sekundu, udržovaných po dobu 1 minuty.

Je třeba zdůraznit, že charakteristické znaky a vlastnosti vodné suspenze (A) jsou získány bez použití povrchově aktivních činidel, kterými bývají zpravidla aniontová, kationtová, amfoterická nebo nonionická činidla. To znamená, že vodné suspenze (A) výhodně, avšak nikoliv nutně neobsahují žádné povrchově aktivní činidlo.

Vodná suspenze (A) může být popřípadě připravena postupem obsahujícím směšování při současném míchání (zejména mechanickém míchaní) vodného roztoku sloučeniny hliníku, zejména síranu hlinitého nebo kamence, se sráženým oxidem křemičitým, popsaným v předchozí části, který je ve formě prášku, granulí nebo v podstatě kuličkových částic a je zejména tvořen sráženým oxidem křemičitým Si až S₅.

Vodná suspenze (A) může být rovněž připravena postupem, při kterém se vodná suspenze (B) oxidu křemičitého směšuje se sloučeninou hliníku v práškové formě a popřípadě s vodou za

-8CZ 289264 B6 současného míchání. K provádění tohoto způsobu může být použito libovolného druhu suspenze oxidu křemičitého, například vodné suspenze sráženého oxidu křemičitého, suspenze koloidního oxidu křemičitého, nazývaná koloidním roztokem kyseliny křemičité, který je potom možno získat například filtrací křemičitanu sodného pomocí iontoměničové pryskyřice nebo vodné suspenze křemičitanové sloučeniny obsahující převážně oxid křemičitý, definovaný v předchozí části popisu.

Způsob v dalším výhodném provedení obsahuje navíc přidávání, za současného mechanického míchání, síranu hlinitého, například bezvodého nebo výhodněji hydratovaného síranu hlinitého, v práškové formě, a popřípadě vody, do vodné suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého a pokračující míchání takto získané směsi.

Vodná suspenze (A) může být konečně také připravena postupem, při kterém se za současného výhodného míchání směšuje vodná suspenze (A) oxidu křemičitého a popřípadě vody s roztokem sloučeniny hliníku, přičemž tento roztok sloučeniny hliníku je udržován na teplotě mezi 15 ⁰ a 130 °C. V dalším výhodném provedení způsobu podle vynálezu se za průběžného mechanického míchání směšuje vodná suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého a popřípadě vody s roztokem síranu hlinitého (bezvodého nebo zejména hydratovaného), který má teplotu mezi 15 ⁰ a 130 °C, zejména mezi 95 ° a 130 °C (zejména hydrátu síranu hlinitého, který je při této teplotě rozpuštěn ve své krystalové vodě) například mezi 100 ° a 120 °C.

Při způsobech přípravy, využívajících vodné suspenze (B) oxidu křemičitého, je tato suspenze získána suspendováním oxidu křemičitého v pevné formě, zejména sráženého oxidu křemičitého S] až S₅, ve vodě za současného míchání (zejména za mechanického míchání).

Po této fázi suspendování ve vodě se suspenze může dezintegrovat mechanickou cestou. Mechanická dezintegrace (nebo deflokulace) se může provádět dezintegrátorem a/nebo míchadlem. Obecně se chemická dezintegrace provádí současně s mechanickou dezintegrací přiváděním síranu hlinitého a výhodně a obecně současně kyseliny (zejména anorganické kyseliny jako je kyselina sírová) do dezintegrátoru a/nebo míchadla, aby hodnota pH vodné suspenze (B) zůstávala mezi 6 a 7 a hmotnostní poměr AI/S1O2 byl zachováván mezi 1000 a 3300 dílů na milion. Po tomto přidání může popřípadě následovat mechanická dezintegrace.

Po dezintegrační fázi nebo fázi suspendování ve vodě (jestliže dezintegrační fáze není nutná) může být provedeno rozmělňování za mokra nebo dezintegrace ultrazvukem.

Rozmělňování za mokra může být prováděno vedením suspenze rozmělňovacím zařízením typu koloidního mlýna nebo kulového mlýna.

Dezintegrace pomocí ultrazvuku může být uskutečněna vystavením suspenze ultrazvukovým vlnám (ultrazvukovému zpracování) pomocí výkonné ultrazvukové sondy.

Vodná suspenze (A) je výhodně připravována postupem využívajícím vodné suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého, která byla získána mechanickou dezintegrací (zejména v dezintegrátoru/míchači) filtračního koláče pocházejícího ze srážecí reakce oxidu křemičitého, při které reagoval zejména křemičitan alkalického kovu M s okyselovacím činidlem.

Volba vhodného okyselovacího činidla a křemičitanu se provádí způsobem, který je dobře známý.

Obecně používaným okyselovacím činidlem je silná anorganická kyselina, například kyselina sírová, kyselina dusičná nebo kyselina chlorovodíková, popřípadě silná organická kyselina, například kyselina octová, kyselina mravenčí nebo kyselina uhličitá.

-9CZ 289264 B6

Okyselovací činidlo může být zředěno nebo může být koncentrované a jeho normalita může být mezi 0,4 a 36 N, například mezi 0,6 a 1,5 N.

V případě, kdy je okyselovacím činidlem zejména kyselina sírová, je její koncentrace výhodně mezi 40 a 180 g/1, například mezi 60 a 130 g/1.

Pro přípravu je možno použít jakékoliv obecné formy křemičitanů, například metakřemičitanů, dikřemičitanů a výhodně křemičitanu alkalického kovu M, u kterého M je sodík nebo draslík.

Křemičitany alkalických kovů M mají zpravidla koncentraci (vyjádřenou jako SiO₂) mezi 40 a 330 g/1, například mezi 60 a 300 g/1, zejména mezi 60 a 250 g/1.

Obecně je jako okyselovacího činidla používáno kyseliny sírové a křemičitanu sodného jako vhodného křemičitanu.

V případě použití křemičitanu sodného, je hmotnostní poměr SiO₂/Na₂O mezi 2 a 4, výhodněji mezi 3,0 a 3,7.

Podle prvního výhodného provedení způsobu podle vynálezu se filtrační koláč získá následujícím postupem obsahujícím:

(a) srážecí reakci oxidu křemičitého působením křemičitanu alkalického kovu M a okyselovacím činidlem, při které (i) se vytvoří výchozí základní složka, obsahující alespoň úměrnou část celkového množství křemičitanu alkalického kovu M, zavedeného do reakce, a elektrolytu, přičemž koncentrace křemičitanu (vyjádřená v SiO₂) ve výchozí základní složce je nižší než 100 g/1 a koncentrace elektrolytu ve výchozí základní složce směsi je nižší než 17 g/1, (ii) k výchozí základní složce se přidává okyselovací činidlo, dokud hodnota pH reakční směsi nedosáhne nejméně přibližně 7, (iii) do reakční směsi se přidává okyselovací činidlo, pokud je to vhodné, současně s příslušným množstvím křemičitanu alkalického kovu M, (b) reakční směs se filtruje, aby se zpětně získal filtrační koláč, mající obsah pevných látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.

V tomto případě je důležitou podmínkou nízká koncentrace křemičitanu a elektrolytu ve výchozí základní složce směsi.

Při provádění této operace se postupuje následovně:

Nejprve se připraví základní složka obsahující křemičitan a elektrolyt. Množství křemičitanu v této výchozí základní složce může být buď rovno celkovému množství zavedenému do reakce, nebo může představovat jen úměrnou část jeho celkového množství.

Pokud jde o elektrolyt, význam tohoto pojmu odpovídá jeho normálně přijímanému smyslu, to znamená že označuje jakoukoliv iontovou nebo molekulární substanci, která po svém rozpuštění se rozkládá nebo disociuje na formu iontů nebo nabitých částic.

Zejména se používá soli ze skupiny solí alkalických kovů nebo kovů alkalických zemin, nejvýhodněji soli kovu M výchozího křemičitanu a okyselovacího činidla, například síranu sodného v případě reakce křemičitanu sodného s kyselinou sírovou.

-10CZ 289264 B6

Podle základního znaku tohoto výhodného provedení je koncentrace elektrolytu ve výchozí základní složce (větší než 0 g/1 a) nižší než zejména 14 g/1.

Podle dalšího základního znaku tohoto provedení je koncentrace křemičitanu ve výchozí základní složce (větší než 0 g SÍO2 na litr a) nižší než 100 g SiO₂ na litr. Tato koncentrace je výhodněji nižší než 80 g/1, zejména nižší než 70 g/1.

Druhá fáze spočívá v přidávání okyselovacího činidla k výchozí základní složce směsi, popsané v předchozí části.

Toto přidávání, které má přinést poměrný pokles hodnoty pH reakční směsi, se provádí tak dlouho, dokud hodnota pH nedosáhne alespoň 7, zejména dokud se nedostane mezi 7 a 8.

Jakmile je tato hodnota dosažena a v případě kdy výchozí základní složka obsahuje jen úměrnou část z celkového množství zaváděného křemičitanu, provádí se přitom výhodně současné přidávání okyselovacího činidla a zbývajícího množství křemičitanu.

Srážení reakce se ukončí, když bylo celé zbývající množství křemičitanu přidáno do směsi.

Na konci srážení a zvláště po současném přidávání sražených složek je výhodné nechat směs odležet, přičemž toto odležení by mělo trvat například od 5 minut do 1 hodiny.

Nakonec je možné ve všech případech (to znamená jak v případě použití výchozí základní složky obsahující pouze úměrnou Část celkového množství křemičitanu zaváděného do směsi, tak také v případě, kdy výchozí základní složka obsahuje celé množství zaváděného křemičitanu) přidávat přídavné množství okyselovacího činidla k reakční směsi po proběhlém srážení ve výhodném následném stupni. Přidávání okyselovacího činidla se provádí tak dlouho, dokud hodnota pH není mezi 3 a 6,5, zejména mezi 4 a 6,5.

Teplota reakční směsi je obecně mezi 70 a 98 °C.

Podle alternativního provedení způsobu podle vynálezu se reakce provádí při konstantní teplotě mezi 80 ⁰ a 95 °C. V jiném výhodném provedení způsobu podle vynálezu je teplota na konci reakce vyšší než teplota na začátku reakce, přičemž teplota na začátku reakce je udržována v rozmezí 70 ⁰ a 95 °C a potom se po dobu několika minut zvyšuje na hodnotu mezi 80 ⁰ a 98 °C, na které se udržuje až do konce reakce.

Reakční směs, sestávající z křemičitanové kaše, je získána na konci tohoto procesu, popsaného v předchozí části.

Stupeň (b) prvního výhodného provedení způsobu podle vynálezu spočívá ve filtraci této křemičitanové kaše, aby se získal filtrační koláč, který má obsah pevných látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.

Filtrace může být prováděna některou z výhodných filtračních metod, například využívající pásového filtru, vakuového rotačního filtru nebo zejména filtračního lisu. Filtrační koláče získané při filtraci pod tlakem v lisu mají poměrně vysoký obsah pevných látek.

Je třeba připomenout, že srážený oxid křemičitý Si, popsaný v předchozí části popisu, může být připraven rozprašovacím sušením filtračního koláče, získaného zejména při použití filtračního lisu, prováděným výhodně pomocí rozprašovače se skupinou trysek, přičemž navíc je nutné, aby filtrační koláč obsahoval bezprostředně před svým sušením nejvýše 24 % hmotnostních pevných látek (výhodněji nejvýše 23 % hmotnostních), přičemž obsah pevných látek by měl být vyšší než 18 % hmotnostních (zejména vyšší než 20 % hmotnostních) a tento filtrační koláč by mělo být

-11CZ 289264 B6 možno mechanicky, popřípadě také chemicky dezintegrovat ještě před zahájením sušicího procesu, jak bylo popsáno v předchozí části popisu.

Podle druhého výhodného provedení způsobu podle vynálezu je filtrační koláč získán postupem obsahujícím (a) srážecí reakci oxidu křemičitého účinkem křemičitanu alkalického kovu M s okyselovacím činidlem, přičemž v tomto případě:

(i) se vytvoří základní složka obsahující poměrnou část celkového množství křemičitanu alkalického kovu M, zaváděného do reakce, přičemž koncentrace křemičitanu (vyjádřeného jako SiO₂) ve výchozí základní složce je menší než 20 g/1, (ii) k výchozí základní složce se přidá okyselovací činidlo, dokud nejméně 5 % přítomného množství M₂O není neutralizováno, (iii) k reakční směsi se současně přidává okyselovací činidlo a zbývající množství křemičitanu alkalického kovu M, takže poměr přidávaného množství křemičitanu (vyjádřeného jako SiO₂) k množství křemičitanu přítomného ve výchozí základní složce (vyjádřené jako SiO₂), nazývaný také konzolidačním poměrem, je větší než 4 a rovný nejvýše 100, (b) filtraci reakční směsi, aby se zpětně získal filtrační koláč, který má obsah pevných látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.

Velmi nízká koncentrace křemičitanu ve výchozí základní složce a vhodný konzolidační poměr v průběhu současně prováděného přidávacího stupně jsou důležitými podmínkami tohoto výhodného provedení vynálezu.

V tomto výhodném provedení vynálezu má způsob následující průběh: nejprve se vytvoří výchozí základní složka obsahující křemičitan. Množství křemičitanu přítomného v této výchozí základní složce tvoří výhodně jen úměrnou část celkového množství křemičitanu zaváděného do reakce.

Podle jednoho ze základních znaků tohoto výhodného provedení je koncentrace křemičitanu ve výchozí základní složce (větší než 0 g SiO₂ na litr a) nižší než 20 g SiO₂ na litr. Tato koncentrace může být ve výhodnějším provedení nejvýše 11 g/1 a popřípadě nejvýše 8 g/1.

Tato koncentrace může být nejméně 8 g/1, zejména mezi 10 a 15 g/1, zejména je-li následně prováděna filtrace realizována ve filtračním lisu.

Výchozí základní složka směsi může také obsahovat elektrolyt. U popsaného výhodného provedení způsobu podle vynálezu však elektrolyt není využit, to znamená, že výchozí základní složka neobsahuje výhodně žádný elektrolyt.

V druhém stupni tohoto procesu se přidává okyselovací činidlo do výchozí základní složky, mající složení popsané v předchozí části popisu.

V tomto druhém stupni se tedy přidává okyselovací činidlo k výchozí základní složce, dokud není alespoň 5 %, zejména nejméně 50 % množství M₂O, přítomného ve výchozí základní složce neutralizováno.

Ve výhodnějším provedení tohoto druhého stupně se přidává okyselovací činidlo k výchozí základní složce, dokud není neutralizováno 50 až 99 % množství M₂O, přítomného ve výchozí základní složce.

-12CZ 289264 B6

Po získání požadovaného množství neutralizovaného M₂O se začne realizovat současné přidávání (stupeň (iii)) okyselovacího činidla a množství křemičitanu alkalického kovu M, takže konzolidační poměr, to znamená poměr mezi přidávaným množstvím křemičitanu (vyjádřeným v množství SiO₂) a množstvím křemičitanu přítomného ve výchozí základní složce (vyjádřeným v množstvím SiO₂) je vyšší než 4 a je roven nejvýše 100.

Podle alternativního provedení se provádí současné přidávání okyselovacího činidla a množství křemičitanu alkalického kovu M tak, že konzolidační poměr je zejména mezi 12 a 100, výhodněji mezi 12 a 50, zvláště mezi 13 a 40.

Podle jiného alternativního provedení se provádí současné přidávání okyselovacího činidla a množství křemičitanu alkalického kovu M tak, že konzolidační poměr je zejména vyšší než 4 a nižší než 12, výhodněji mezi 5 a 11,5, zvláště mezi 7,5 a 11. Tato alternativní forma se obecně používá, jestliže je koncentrace křemičitanu ve výchozí základní složce nejméně 8 g/1, zejména mezi 10 a 15 g/1, například mezi 11 a 15 g/1.

V průběhu třetího stupně (iii) je přidávané množství okyselovacího činidla takové, že zejména 80 až 99 %, například 85 až 97 % přidávaného množství M₂O se neutralizuje.

Ve stupni (iii) je možné provádět současné přidávání okyselovacího činidla a křemičitanu při první stabilizované úrovni hodnoty pH reakční směsi, označené pH_b a potom při druhé stabilizované úrovni hodnoty pH₂ reakční směsi, pro kterou má platit vztah 7 < pH₂ < 9.

Skutečný průběh srážecí reakce je ukončen po přidání veškerého zbývajícího množství křemičitanu.

Může být výhodné, zejména po popsaném současném přidávání složek směsi, nechat reakční směs odležet, přičemž doba odležení se výhodně může pohybovat mezí 1 a 60 minutami, zejména mezi 5 a 30 minutami.

Konečně může být také vhodné přidat přídavné množství okyselovacího činidla k reakční směsi v následujícím stupni po srážecí reakci a zejména před odležením směsi. Toto dodatečné přidávání probíhá tak dlouho, dokud se hodnota pH reakční směsi nepohybuje mezi 3 a 6,5, zejména mezi 4 a 5,5. Tím je zejména umožněna neutralizace celého množství M₂O, přidávaného v průběhu třetího stupně (iii). Okyselovací činidlo používané v průběhu tohoto dodatečného přidávání je v podstatě shodné s činidlem používaným v třetím stupni (iii).

Teplota reakční směsi se pohybuje obvykle mezi 60 ° a 98 °C.

V ještě jiném alternativním provedení způsobu podle vynálezu probíhá reakce při konstantní teplotě mezi 75 ° a 96 °C. Podle dalšího alternativního provedení způsobu je teplota na konci reakce vyšší než teplota na začátku reakce, přičemž teplota na začátku reakce je udržována zejména mezi 70 ⁰ a 96 °C, načež je tato teplota zvýšena v průběhu reakce po několika minutách na hodnotu mezi 80 ° a 98 °C, na které je udržována až do konce reakce.

Na konci této popsané operace se získá reakční směs tvořená křemičitanovou kaší.

Stupeň (b) tohoto druhého výhodného provedení vynálezu sestává z filtrování křemičitanové kaše, aby se získal filtrační koláč mající obsah tuhých látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.

I když filtrace může být prováděna libovolným filtračním způsobem (například pomocí filtračního lisu, pásového filtru nebo vakuového rotačního filtru), je pokládáno za výhodné provádět filtraci pomocí filtračního lisu, například jestliže je koncentrace křemičitanu ve výchozí základní složce nejméně 8 g/1 a nejvýše 20 g/1, zejména mezi 10 a 15 g/1, nejvýhodněji mezi

-13CZ 289264 B6 a 15 g/1. Filtrační koláče získané při filtraci ve filtračních lisech mají vysoký obsah pevných látek.

Je třeba připomenout, že srážené oxidy křemičité S₂ až S₃, podrobněji popsané v předchozích částech popisu, mohou být připraveny rozprašovacím sušením získaného filtračního koláče, prováděným zejména pomocí vícetiyskového rozprašovače (zejména jestliže je výhodné získat částice těchto křemičitanů ve formě kuličkových tělísek) nebo pomocí víceturbinového rozprašovače (jestliže je požadováno získávání křemičitanů v práškové formě). Filtrační koláč je získáván obecně na výstupu filtračního lisu, jestliže je požadováno získávání částic křemičitanů v kuličkové formě, nebo na výstupu vakuového rotačního filtračního zařízení, jestliže je požadováno získávání křemičitanů v práškové formě. Před sušením se filtrační koláč může mechanicky a popřípadě chemicky rozrušit, jak bylo popsáno v předchozí části.

Jestliže má filtrační koláč, který má být sušen, obsah pevných látek větší než 15 % hmotnostních, provádí se sušení pomocí vícetryskového rozprašovače; jestliže je obsah tuhých látek nejvýše 15 % hmotnostních, provádí se sušení pomocí víceturbinového rozprašovače.

Srážené oxidy křemičité S₂ až S₅ mohou být získávány ve formě podrobením sušeného produktu (získávaného z koláče, který má obsah pevných látek nejvýše 15 % hmotnostních) aglomerační operaci (zejména přímému stlačování, granulaci mokrou cestou, vytlačování nebo výhodně lisování za sucha).

Vodné suspenze (A), které jsou produkovány těmito dvěma výhodnými provedeními způsobu podle vynálezu, popsanými v předchozí části popisu, zajišťují nejlepší dosažitelné vlastnosti zejména betonových nebo maltových směsí, které jsou určeny pro nanášení stříkáním.

Pokud je to nutné, může být filtrační koláč promýván vodou, zejména pokud byl vytvořen podle dvou popsaných výhodných provedení způsobu podle vynálezu, aby se zejména odstranily soli alkalických kovů M, vytvořené v průběhu srážecí reakce. Například v případě, kdy bylo pro srážení použito křemičitanů sodného a kyseliny sírové, může být na konci stádia (b) izolován filtrační koláč, který má obsah Na₂SO₄ nižší než 1,5 % hmotnostního.

Je třeba připomenout, že je popřípadě možno provádět zhušťování filtračního koláče pro zvýšení obsahu pevných látek na požadovanou hodnotu mezi 8 a 40% hmotnostními. Zhušťování spočívá v přidávání oxidu křemičitého v tuhé formě (práškový oxid křemičitý) v dostatečném množství do filtračního koláče; tento oxid křemičitý může být získán sušením, zejména rozprašovacím sušením, části koláče, ve které má být zvýšen obsah pevných složek. Práškový oxid křemičitý může být také získán konvenčním sušením koláče po jeho promytí v organickém rozpouštědle.

Vodná suspenze (A) je proto výhodně připravena způsobem používajícím vodné suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého, přičemž tato suspenze (B) byla získána mechanickou dezintegrací filtračního koláče s obsahem oxidu křemičitého, výhodně filtračního koláče získaného v průběhu kteréhokoliv postupu popsaného v předchozí části popisu.

Chemická dezintegrace může být prováděna současně s chemickou dezintegrací pomocí hlinitanu sodného, přiváděného do dezintegrátoru/míchadla, a zejména a obecně současně přiváděním kyseliny (zejména anorganické kyseliny, například kyseliny sírové), takže hodnota pH suspenze (B) zůstává mezi 6 a 7 a hmotnostní poměr Al/SiO₂ je mezi 1000 a 3300 dílů na milion. Mechanická dezintegrace může popřípadě pokračovat, dokud se neukončí přivádění kyseliny.

Po dezintegrační fázi může následovat rozmělňování získané suspenze za mokra nebo dezintegrace pomocí ultrazvuku. Rozmělňování za mokra nebo dezintegrace ultrazvukem může být prováděna některým z popsaných pracovních operací. Před dezintegrací ultrazvukem se může suspenze mechanicky promíchávat.

-14CZ 289264 B6

Vodná suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého, zejména připravená z filtračního koláče získaného jedním z výhodných provedení způsobu podle vynálezu, popsaných v předchozí části, je po rozmělňování za mokra nebo po dezintegraci ultrazvukem například taková, že má obsah pevných látek mezi 10 a 40 % hmotnostními a viskozitu měřenou při 50 otáčkách za sekundu nižší než 0,04 Pa s, zejména nižší než 0,02 Pa s a množství oxidu křemičitého v kapalině získané po odstředění suspenze při 7 500 otáčkách za minutu, trvajícím 3 minuty, představuje více než 50 %, zejména více než 60 % a výhodněji více než 60 % nebo dokonce více než 90 % hmotnosti oxidu křemičitého, přítomného v suspenzi (množství naměřené po sušení kalové vody při 160 °C, dokud není dosaženo konstantní hmotnosti materiálu).

Konečně může být získána další vodná suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého, která může být využita při způsobech přípravy vodné suspenze (A) a která má charakteristiky uvedené v předchozí části, způsobem přeměny filtračního koláče vyrobeného kterýmkoliv z výhodných provedení způsobu podle vynálezu popsaných v předchozí části popisu, při kterém se:

(a) koláč promyje v organickém rozpouštědle a takto promytý koláč se usuší, aby se získal oxid křemičitý v práškové formě (b) určené množství tohoto oxidu křemičitého v práškové formě se suspenduje ve vodě, aby obsah pevných látek v získané vodné suspenzi (B) sráženého oxidu křemičitého byl mezi 10 až 40 % hmotnostními.

Promývání v organických rozpouštědlech umožňuje přemístění vody obsažené v pórech koláče. Rozpouštědly používanými pro tento účel jsou výhodně polární rozpouštědla, zejména ethanol nebo ether, která mohou být používána také ve formě směsi.

Při tomto postupu je možno provádět:

- první promývání etanolem,

- druhé promývání směsí ethanolu a etheru v poměru 50/50,

- třetí promývání etherem.

Takto promytý koláč se může potom vysušit například na vzduchu. Obsah volné vody v koláči po vysušení je srovnatelný s obsahem získaným při rozprašovacím sušení.

Tento druh sušení umožňuje zamezit zborcení pórů v důsledku působení kapilárních sil v průběhu sušení.

Takto získaný oxid křemičitý v práškové formě je velmi málo aglomerovaný a má pórovitost (měřenou rtuťovým porozimetrem), která je podstatně vyšší než která se získá při rozstřikovací metodě sušení.

Oxid křemičitý po svém opětném suspendování ve vodě v takovém množství, že obsah pevných látek v suspenzi se pohybuje mezi 10 a 40 % hmotnostními, vytváří vodnou suspenzi sráženého oxidu křemičitého, která má nižší viskozitu než suspenze získaná při běžně prováděném rozprašovacím sušení.

Přítomnost vodné suspenze (A) v gelové formě, získané po určité době odležení suspenze, umožňuje vyřešit problémy se sedimentací nebo usazováním produktu a tím zajišťuje jeho stabilitu po dobu několika týdnů nebo několika měsíců (například 3 měsíců). Vzniklý gel je znovu převeditelný na suspenzi působením malých smykových sil, kterými se „rozláme“ a potom se přemění na homogenní suspenzi s nízkou viskozitou, která je snadno čerpatelná a může být

-15CZ 289264 B6 dopravována obvykle používanými rozprašovacími zařízeními. Použití této přísady při způsobu stříkání podle vynálezu proto nevyžaduje jakékoliv speciální zařízení, ale stříkání může být prováděno pomocí konvenčních zařízení, takže uživatelům nevznikají žádné další náklady.

Další výhody způsobu stříkání podle vynálezu, prováděného za mokra, jsou popsány v další části popisu.

Způsob podle vynálezu je vhodný pro jakýkoliv typ povrchu nebo podkladu. Jeho využití je proto zvláště výhodné pro stavbu tunelů, pažících konstrukcí výkopů, opěrných stěn, podpěrných stěn a stabilizaci stavebních jam.

Použitím vodné suspenze (A), popsané v předchozí části, odpadá nutnost použití urychlovačů tuhnutí a tvrdnutí, které jsou zpravidla vysoce alkalické povahy. Nicméně rámec vynálezu není překročen, jestliže se urychlovače tvrdnutí (například v kapalné formě) použije, přičemž tento urychlovač může být přiváděn bezprostředně před stříkací ústrojí nebo do něj například pomocí dávkovacího čerpadla (obecně jiného než které je používáno pro přívod vodné suspenze (A). Tento urychlovač tvrdnutí je v takovém případě využíván jen ve velmi malém množství.

Hygiena a bezpečnostní podmínky jsou zejména pro obsluhu stříkacího zařízení při provádění způsobu podle vynálezu podstatně lepší, protože vodná suspenze (A) má podstatně mírnější dráždicí účinky, zejména pokud obsahuje jako sloučeninu hliníku síran hlinitý.

Použití vodné suspenze (A) při provádění způsobu podle vynálezu navíc umožňuje podstatně snížit ztráty materiálu vznikající při střídání v důsledku odrážení části nanášené hmoty a tím se rovněž zvyšuje bezpečnost pracovníků obsluhujících stříkací zařízení a provádějících stříkání betonové směsi nebo malty a umožňuje se také současně zvětšení tloušťky najednou nanášené vrstvy stříkané betonové směsi nebo malty. Použití způsobu podle vynálezu má tak další výhodu spočívající v podstatném zvýšení výkonu zařízení.

Při provádění způsobu podle vynálezu je možno dosáhnout stavu, při kterém jsou ztráty odrazem menší než 5 %, přičemž tloušťka nanášené vrstvy může na svislých stěnách dosáhnout nejméně 30 až 60 cm a na klenbě 15 až 20 cm.

Snížení ztrát stříkaného materiálu odrazem a zvětšení tloušťky zlepšení přilnavosti („lepivého“ vzhledu) stříkané betonové směsi nebo malty.

Předmětem vynálezu je také použití vodné suspenze (A), popsané v předchozích částech, jako přísady do betonové nebo maltové směsi pro zvýšení tlouštky stříkané vrstvy a snížení odrážení stříkané hmoty.

Použití vodné suspenze (A) u způsobu stříkání podle vynálezu, u kterého není přídavně použito urychlovače tuhnutí, nenarušuje dlouhodobé mechanické vlastnosti stříkaného betonu nebo malty, naopak bylo zjištěno, že její přítomnost ve směsi se projevuje růstem pevnosti v tlaku po 28 dnech. Obecně bylo po této době dosaženo 80 % pevnosti v tlaku u betonu bez urychlování tvrdnutí a hodnoty 45 MPa pro beton podle CEM152.5 (měření prováděná na betonových jádrech).

Dosažení těchto dlouhodobých mechanických vlastností umožňuje v kombinaci s dalšími vlastnostmi, popsanými v předchozí části, vytváření tak zvaných konstrukčních stříkaných betonů pro hotovení nosných prstenců a ostění v tunelech, takže představuje výhodnější a levnější alternativu ke konvenčním konstrukčním vytvářeným a prefabrikovaných segmentů nebo z betonu odlévaného do bednění.

Těchto výhod je dosaženo zvláště v takovém případě, kdy je vodná suspenze (A) použita v množství, při kterém je hmotnost použitého oxidu křemičitého (vyjádřená v množství

-16CZ 289264 B6 bezvodého oxidu křemičitého) mezi 0,5 až 5 %, zejména mezi 0,5 a 2,5 % hmotnosti cementu a/nebo hmotnost sloučeniny hliníku, například síranu hlinitého (vyjádřené jako hmotnost bezvodého síranu hlinitého) je mezi 0,2 a 8 %, zejména mezi 0,2 a 3 % hmotnosti cementu.

V případě, kdy je množství použité sloučeniny hliníku, zejména síranu hlinitého (vyjádřené jako množství bezvodého produktu) vyšší než 0,5 %, výhodně se pohybuje mezi 1,5 a 6 %, zejména mezi 2 a 4 % (například mezi 2 a 3 %) vzhledem k hmotnosti cementu, bylo pozorováno rychlé tvrdnutí nastříkaného pláště, což umožňuje dosáhnout podstatně zlepšených bezpečnostních podmínek při práci například pod klenbou již po několika hodinách po nastříkání vrstvy. Tak je dosaženo vysoké počáteční hodnoty pevnosti v tlaku, například nejméně 2 až 4 MPa po třech hodinách a při teplotě vyšší nebo rovné 10 °C, která umožňuje aplikaci na výrobu tak zvaného konstrukčního betonu nebo malty, zejména pro výrobu podpěrných prstenců v tunelech.

V případě, kdy je množství použité sloučeniny hliníku, zejména síranu hlinitého (vyjádřené v množství bezvodého produktu), nejvýše 0,5 %, například mezi 0,2 a 0,45 % z celkového množství cementu, jsou zajištěny tixotroní a tvárné vlastnosti stříkané směsi po dobu delší než 0,5 hodiny (zejména po dobu 2 hodin) po nastříkání, což je výhodné pro aplikaci při výrobě vrstvy betonu a malty, která má být hlazená.

Rychlost tuhnutí stříkané betonové nebo maltové směsi tak může být podle potřeby upravena zejména změnou použitého množství sloučeniny hliníku.

Vodní součinitel směsi, to znamená hmotnostní poměr vody k cementu, opouštějící stříkací zařízení, je obecně mezi 0,45 a 0,60, zejména mezi 0,47 a 0,54 (hydratační vody v zrnitém plnivu je již obsažena v množství vody).

Vynález není omezen jen na jeden zvláštní druh cementu, ale k provádění způsobu podle vynálezu je možno použít libovolného druhu cementu, který je na trhu, například cementu portlandského typu.

Vynález je blíže objasněn pomocí následujících příkladů provedení, které nevymezují jeho rozsah.

Příklad 1

Koláč Cl ze sráženého oxidu křemičitého byl připraven následovně.

Do reaktoru z nerezavějící oceli, opatřeného míchacím ústrojím obsahujícím míchací vrtulky a vyhřívaného pomocí topného pláště, se vpravilo

- 346 litrů vody

- 7,5 kg Na₂SO₄ (elektrolytu)

- 587 litrů vodných křemičitanů sodných, majících hmotnostní poměr mezi SiO₂ a Na₂O rovný 3,50 a relativní hustotu při teplotě 20 °C 1,133.

Koncentrace křemičitanů v základní složce (vyjádřená jako SiO₂) je 85 g/1. Směs se v průběhu míchání zahřála na 79 °C. Do této směsi bylo potom přidáváno 386 litrů zředěné kyseliny sírové a relativní hustotou 1,050 při 20 °C, až se dosáhlo hodnoty pH rovné 8 (měřené při teplotě směsi). Teplota reakční směsi je po dobu prvních 25 minut udržována na hodnotě 79 °C a potom se v časovém intervalu 15 minut zvýšila ze 79 °C na 86 °C a na teplotě 86 °C se udržovala až do konce reakce.

-17CZ 289264 B6

Jakmile se dosáhlo hodnoty pH rovné 8, přidalo se do reakční směsi společně 82 litrů vodného křemičitanu sodného s hmotnostním poměrem SiO₂/Na₂O rovným 3,50 a relativní hustotou 1,133 při 20 °C a 131 litrů kyseliny popsané v předchozí části, přičemž toto společné přidávání kyseliny a křemičitanu se provádělo pro plynulé udržování hodnoty pH reakční směsi na 8 ± 0,1. Po přivedení celého množství křemičitanu pokračovalo přivádění zřetelné kyseliny po dobu dalších 9 minut, aby se hodnota pH reakční směsi změnila na 5,2. Přivádění kyseliny se potom přerušilo a reakční směs se dále míchala po dobu dalších 5 minut.

Celková reakční doba trvala 118 minut.

Získaná kaše sráženého oxidu křemičitého se filtrovala a promývala pomocí filtračního lisu, takže nakonec se získal koláč Cl s obsahem oxidu křemičitého, u kterého činily ztráty žíháním 78 % (a v důsledku toho byl obsah pevných látek roven 22 % hmotnostních).

Příklad 2 kg koláče Cl, připraveného v příkladu 1 (získaného tlakovou filtrací a vykazujícího obsah pevných látek 22 % hmotnostních a obsah Na₂SO₄ 1 % hmotnostní) a předehřátého na 60 °C, bylo vpraveno do dezintegračního míchače Cellier.

13,1 ml roztoku hlinitanu sodného (který má obsah A1₂O₃ 22 % hmotnostních a obsah Na₂O 18 % hmotnostních (při relativní hustotě 1,504)) a 7,47 ml roztoku kyseliny sírové s koncentrací 80 g/1 (a poměrnou hustotou 1,505) se potom přidávají současně v průběhu ztekucování koláče, aby se pH udrželo na hodnotě 6,5.

Hmotnostní poměr Al/SiO₂ je přibližně 2600 dílů na milion.

Směs se nechala odležet po dobu 20 minut, zatímco mechanické ztekucování pokračovalo.

Získaná suspenze C2 oxidu křemičitého je charakterizována

- viskozitou 0,06 Pa s (měřenou při 50 otáčkách za sekundu po dobu 1 minuty);

- takovou velikostí částic, že d_]0 = 5 pm, d₅₀ = 19 pm, d^ = 60 pm.

Na konci skladovacího intervalu, trvajícího 1 týden, bylo pozorováno:

- vytváření usazenin na dvě skladovacího zásobníku, které se velmi obtížně redispergují nebo se dokonce nemohou dispergovat

- zvýšení viskozity suspenze; její viskozita je nakonec 0,45 Pa s (měřená při 50 otáčkách za minutu).

Příklad 3 kg suspenze C2, připravené podle příkladu 2 po dezintegraci a mající obsah pevných látek 22 % hmotnostních, se umístila do nádoby opatřené jednonožovým mechanickým míchačem typu Rayneri.

220 g hydroxidu síranu hlinitého A1₂(SO4)₃.14 H₂O v práškové formě bylo přidáno v suspenzi po 3 minutách při současném mechanickém míchání (rychlost rotace míchacího nože byla 500 otáček za minutu).

-18CZ 289264 B6

Míchání pokračovalo po dobu asi 15 minut a získala se homogenní suspenze C3 mající následující charakteristiky:

- pH3,25

- obsah pevných látek (% hmotnostních)28,4

- obsah oxidu látek křemičitého (% hmotnostních) 18,0 (uvažovaný jako bezvodý oxid křemičitý)

- obsah síranu hlinitého (% hmotnostních)10,4 (uvažovaný jako bezvodý síran hlinitý)

Po dvou hodinách ponechání v klidu tato suspenze ztuhla a vytvořila tak gel. Po jednotýdenním skladování se gel přeměnil mícháním při 500 otáčkách za sekundu na homogenní suspenzi, mající viskozitu (V_r), měřenou při 50 otáčkách za sekundu po dobu jedné minuty, 0,25 Pa s. Jestliže byla tato suspenze opět ponechána v klidu, přeměnila se zpět na gel po 2 hodinách.

Po jednoměsíčním skladování se tento gel přeměnil mírným mícháním (500 s^_I po dobu 1 minuty) na suspenzi mající stejné charakteristiky jako suspenze získaná „rozbitím“ gelu po týdenním skladování.

Příklad 4

Do komory mlýna Netsch LME1 se přivedly 2 litry suspenze C2, připravené v příkladu 2 (získané po dezintegraci), která měla obsah pevných látek 22 % hmotnostních, rychlostí 0,083 litru za minutu. Plnicí poměr komory kuličkovými částicemi oxidu křemičitého o průměru 0,6 až 1 mm byl 75 % a rychlost otáčení hřídele byla 2000 ot/min.

Na konci mokré rozmělňovací fáze byla získána suspenze C4 mající následující charakteristické veličiny:

- viskozitu 0,016 Pa s (měřenou při 50 otáčkách za sekundu po dobu 1 minuty);

- takovou velikost částic, že d_J0 = 1,13 pm, d₅₀ = 2,1 pm, d₉₀ = 5,4 pm;

- obsah pevných látek 22 % hmotnostních.

Příklad 5 kg suspenze C4, připravené v příkladu 4 a mající obsah pevných látek 22 % hmotnostních, bylo umístěno v nádobě vybavené jednonožovým mechanickým míchadlem Rayneri.

440 gramů hydroxidu síranu hlinitého Al^SO^M H₂O v práškové formě bylo přidáno k suspenzi C4 v průběhu 3 minut při současném mechanickém míchání (rychlost otáčení nože: 500 ot/min).

Míchání pokračovalo po dobu 15 minut a nakonec byla získána homogenní směs s následujícími hodnotami:

- pH3,05

- obsah pevných látek (v % hmotnostních)32,9

- obsah oxidu křemičitého (v % hmotnostních)15,3 (uvažovaný pro bezvodý oxid křemičitý)

- obsah síranu hlinitého (v % hmotnostních)17,6 (uvažovaný pro bezvodý síran hlinitý).

-19CZ 289264 B6

Po ponechání v klidu po dobu 24 hodin suspenze postupem ztuhla a vytvořila gel.

Tento gel měl viskozitu Vi, V₂, V₃ (měřené postupem popsaným v předchozím popisu) rovné 7,27 Pa s, 0,20 Pasa 0,075 Pa s.

Po týdenním skladování se gel přeměnil mícháním při 500 otáčkách 500 s^_1 po dobu 1 minuty na homogenní suspenzi mající viskozitu (V_r), měřenou při otáčkách 50 s^_1 po dobu 1 minuty, 0,11 Pas.

Suspenze ponechaná v klidu se přeměnila na gel po 24 hodinách.

Po skladování trvajícím jeden měsíc se gel přeměnil za mírného míchání (500 s^_1 po dobu 1 minuty) na suspenzi mající v podstatě stejné charakteristické veličiny jako byly dosaženy „rozbitím“ gelu po týdenním skladování.

Příklad 6 kg suspenze C4, připravené v příkladu 4 a mající obsah pevných látek 22 % hmotnostních, bylo umístěno v nádobě vybavené jednonožovým mechanickým míchadlem Rayneri.

100 gramů vody a 880 gramů hydroxidu síranu hlinitého A1₂(SC>4)₃.14 H₂O v práškové formě bylo přidáno k suspenzi C4 v průběhu 3 minut při současném mechanickém míchání (rychlost otáčení nože: 500 ot/min).

Míchání pokračovalo po dobu 15 minut a nakonec byla získána homogenní směs s následujícími hodnotami:

- pH2,6

- obsah pevných látek (v % hmotnostních)36,7

- obsah oxidu křemičitého (v % hmotnostních) 11,1 (uvažovaný pro bezvodý oxid křemičitý)

- obsah síranu hlinitého (v % hmotnostních)25,6 (uvažovaný pro bezvodý síran hlinitý).

Po ponechání v klidu po dobu 24 hodin suspenze ztuhla a vytvořila gel.

Tento gel měl viskozitu V_b V₂, V₃ (měřené postupem popsaným v předchozím popisu) rovné 2,5 Pa s, 0,12 Pa s a 0,10 Pa s.

Po týdenním skladování se gel přeměnil mícháním při 500 otáčkách 500 s^_1 po dobu 1 minuty na homogenní suspenzi mající viskozitu (V_r), měřenou při otáčkách 50 s”¹ po dobu 1 minuty, 0,11 Pas.

Suspenze ponechaná v klidu se přeměnila na gel po 24 hodinách.

Po skladování trvajícím jeden měsíc se gel přeměnil za mírného míchání (500 s^_1 po dobu 1 minuty) na suspenzi mající v podstatě stejné charakteristické veličiny jako byly dosaženy „rozbitím“ gelu po týdenním skladování.

-20CZ 289264 B6

Příklad 7 kg suspenze C2, připravené v příkladu 2, získané po dezintegraci a mající obsah pevných látek 22 % hmotnostních a 100 gramů vody bylo přidáno k 880 gramům hydroxidu síranu hlinitého A1₂(SO₄)₃.14 H₂O roztaveného ve své krystalové vodě.

Přidávání probíhalo v časovém intervalu 15 minut.

Získala se homogenní směs C7 s následujícími hodnotami:

- pH2,6

- obsah pevných látek (v % hmotnostních)36,7 obsah oxidu křemičitého (v % hmotnostních) 11,1 (uvažovaný pro bezvodý oxid křemičitý)

- obsah síranu hlinitého (v % hmotnostních)25,6 (uvažovaný pro bezvodý síran hlinitý).

Po ponechání v klidu po dobu 24 hodin suspenze ztuhla a vytvořila gel.

Tento gel měl viskozitu Vj, V₂, V₃ (měřené postupem popsaným v předchozím popisu) rovné 1,8 Pa s, 0,23 Pa s a 0,17 Pa s.

Po týdenním skladování se gel přeměnil mícháním při 500 otáčkách 500 s^-1 po dobu 1 minuty na homogenní suspenzi mající viskozitu (V_r), měřenou při otáčkách 50 s^-1 po dobu 1 minuty, 0,17 Pas.

Suspenze ponechaná v klidu se přeměnila na gel po 24 hodinách.

Po skladování trvajícím jeden měsíc se gel přeměnil za mírného míchání (500 s^_1 po dobu 1 minuty) na suspenzi mající v podstatě stejné charakteristické veličiny jako byly dosaženy „rozbitím“ gelu po týdenním skladování.

Příklad8 kg suspenze C2, připravené v příkladu 2, získané po dezintegraci a mající obsah pevných látek 22 % hmotnostních, a 240 gramů vody bylo přidáno k 1020 gramům hydrátu síranu hlinitého A1₂(SO4)₃.14 H₂O roztaveného při 110 °C ve své krystalizační vodě.

Přidávání probíhalo v časovém intervalu 15 minut.

Získala se homogenní směs C8 s následujícími hodnotami:

- pH2,4

- obsah pevných látek (v % hmotnostních)35,8

- obsah oxidu křemičitého (v % hmotnostních) 9,8 (uvažovaný pro bezvodý oxid křemičitý)

- obsah síranu hlinitého (v % hmotnostních)26,0 (uvažovaný pro bezvodý síran hlinitý).

Po ponechání v klidu po dobu 24 hodin suspenze ztuhla a vytvořila gel.

Tento gel měl viskozity V], V₂, V₃ (měřené postupem popsaným v předchozím popisu) rovné 1,0 Pa s, 0,12 Pa s a 0,09 Pa s.

-21CZ 289264 B6

Po týdenním skladování se gel přeměnil mícháním při 500 otáčkách za sekundu po dobu 1 minuty na homogenní suspenzi mající viskozitu (V_r), měřenou při otáčkách 50 s'¹ po dobu 1 minuty, 0,09 Pa s.

Suspenze ponechaná v klidu se přeměnila ne gel po 24 hodinách.

Po skladování trvajícím jeden měsíc se gel přeměnil za mírného míchání (500 s^-1 po dobu 1 minuty) na suspenzi mající v podstatě stejné charakteristické veličiny jako byly dosaženy „rozbitím“ gelu po týdenním skladování.

Příklad 9

Mokrá betonová směs se připraví ve výrobní stanici smísením uvedených složek následujícím způsobem:

- vpravením 1015 kg/m³ písku 0/4 mm, 175 kg/m³ štěrku 4/8 mm a 785 kg/m³ kamenné drtě 8/16 mm do míchačky;

- přidáním 425 kg/m³ vysokopevnostního portlandského cementu (odpovídajícího evropské normě CEM 152.5);

- homogenizací suché směsi, prováděnou mícháním po dobu 120 sekund;

- přidáním množství vody, které by zajistilo poměr (W/C) vody k cementu ve směsi mezi 0,43 a 0,50;

- přidáním 4,25 kg/m³ smáčedla (dodávaného firmou Sika pod označením Sikatard 902);

- homogenizací získané mokré směsi mícháním po dobu 120 sekund.

Mokrá betonová směs se dopravovala z betonárky na místo použití míchacím vozem a na místě se plnila do stříkacího stroje Schwing, ve kterém byla směs dopravována pístovým čerpadlem ke stříkací trysce, která je zásobována stlačeným vzduchem, který je hnacím vzduchem.

Ve stříkací trysce se k mokré betonové směsi přidávaly vodné suspenze C3, C5, C6, C7 nebo C8. Průtočné množství těchto suspenzí bylo přizpůsobeno průtočnému množství mokré betonové směsi, aby se získal hmotnostní poměr (Rj) bezvodého oxidu křemičitého a cementu a hmotnostní poměr (R₂) bezvodého síranu hlinitého k cementu, které jsou uvedeny v následující tabulce, která rovněž obsahuje hodnoty mechanické pevnosti dosažené po 3 hodinách (CS(3h)) a po 28 dnech (CS(28d)).

Suspenze číslo	R1 (%)	R2 (%)	W/C při stříkání	CS(3h)	CS(28d)(MPa)
C3	1,0	0,5	0,490	0,7	50,0
C5	1,8	2,1	0,516	2,0	50,0
C6	1,0	2,6	0,500	4,0	47,0
C7	1,0	2,3	0,500	3,0	45,0
C8	1,0	2,7	0,500	3,0	45,0

Vysoká pevnost v tlaku je tak dosažena po 28 dnech.

Navíc je u suspenzí C5, C6, C7 a C8 dosaženo také vysoké počáteční pevnosti v tlaku (nejméně 2 MPa po 3 dnech); u suspenze C3 bylo zjištěno, že stříkaný beton se může uhlazovat dříve.

-22CZ 289264 B6

Ve všech případech stříkání betonové směsi byla dále zjištěna

- vysoká přilnavost betonu ke stěně, což se projeví ve snížení množství odraženého materiálu pod 5 %;

- zvýšená tloušťka betonové vrstvy 40 cm na stěnách a 15 cm na klenbě.

Claims (40)

1. PATENTOVÉ NÁROKY

   1. Způsob stříkání betonové směsi nebo malty pro výrobu vrstvy betonu nebo malty na povrchové ploše, vyznačující se tím, že bezprostředně před stříkáním nebo při něm se přidá vodná suspenze (A) oxidu křemičitého a hliníkové sloučeniny vybrané ze skupiny obsahující síran hlinitý, zásaditý síran hlinitý, kamence a jejich směsi, přičemž tato vodná suspenze (A) má hodnotu pH menší než 4 a obsah pevných látek mezi 10 a 50 % hmotnostními a po 48 hodinách klidu je ve formě gelu, který je vratný působením malých smykových sil.
2. 2. Způsob podle nároku 1,vyznačující se tím, že se provádí suchou cestou.
3. 3. Způsob podle nároku 2, vyznačující se tí m, že se připraví suchá betonová nebo maltová směs, tato směs se potom uvede do pohybu pro její zavedení do stříkacího ústrojí, k suché směsi se přidá bezprostředně před stříkacím ústrojím nebo v něm smáčecí voda a vodná suspenze (A) a výsledná směs se nastřikuje ze stříkacího ústrojí na povrchovou plochu.
4. 4. Způsob podle nároku 3, vyznačující se tím, že směs se připraví jako suchá směs cementu a zrnitých plniv.
5. 5. Způsob podle nároků 2až 4, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) a smáčecí voda se spolu smíchají před přidáním do směsi.
6. 6. Způsob podle nároků 2 až 4, vyznačující se tím, že smáčecí vodou je vodná suspenze (A).
7. 7. Způsob podle nároku 1, vyznačující se t í m, že se provádí mokrou cestou.
8. 8. Způsob podle nároku 7, vyznačující se tím, že se připraví mokrá betonová nebo maltová směs, tato směs se uvede do pohybu pro její přivedení do stříkacího ústrojí, do mokré směsi se bezprostředně před stříkáním nebo ve stříkacím ústrojí přidá vodná suspenze (A) a výsledná směs se stříká ze stříkacího ústrojí na povrchovou plochu.
9. 9. Způsob podle nároku 8, vyznačující se tím, že mokrá směs se připraví z cementu, zrnitých plniv a vody.
10. 10. Způsob podle nároků 1 až 9, vyznačující se tím, že přídavně se nepřidává žádný urychlovač tvrdnutí.
11. 11. Způsob podle nároků 1 až 10, vyznačující se tím, že do suché směsi nebo do mokré směsi se přidá smáčedlo.
12. 12. Způsob podle nároků l až 11, vyznačující se tím, že se přidá vodná směs (A) s hodnotou pH menší než 3,5.

    -23CZ 289264 B6
13. 13. Způsob podle nároků 1 až 12, vyznačující se t í m, že se přidá vodná suspenze (A) s obsahem oxidu křemičitého, vyjádřeným v množství bezvodého oxidu křemičitého, mezi 1 a 49 % hmotnostními, zejména mezi 3 a 35 % hmotnostními.
14. 14. Způsob podle nároků lažl 3, vyznačující se tím,že se přidá vodná suspenze (A) s obsahem sloučenin hliníku, vyjádřeným jako obsah bezvodé sloučeniny hliníku, mezi

    1 až 49 % hmotnostními, zejména mezi 3 až 40 % hmotnostních.
15. 15. Způsob podle nároků 1 až 14, vyznačující se tím, že jako sloučenina hliníku se přidá síran hlinitý.
16. 16. Způsob podle nároků 1 až 15, vyznačující se t í m , že se přidá oxid hlinitý vybraný ze skupiny obsahující kondenzované výpary oxidu křemičitého, srážený oxid křemičitý a jejich směsi.
17. 17. Způsob podle nároku 16, vyznačující se tím, že se přidá vodná suspenze (A) obsahující jako oxid křemičitý nejméně jeden srážený oxid křemičitý.
18. 18. Způsob podle nároků 1 až 17, vyznačující se tím,žepo klidové prodlevě trvající 24 hodin má vodná suspenze (A) formu gelu, který je vratný do tekutého stavu působením malých smykových sil.
19. 19. Způsob podle nároků 1 až 18, vyznačující se tím, že po klidové prodlevě trvající

    2 hodiny má vodná suspenze (A) formu gelu, který je vratný do tekutého stavu působením malých smykových sil.
20. 20. Způsob podle nároků lažl9, vyznačující se tím, že po klidové prodlevě trvající 24 hodin má vodná suspenze (A) formu gelu, který má viskozitu (Vi), měřenou při otáčkách Γ* po dobu 1 minuty, větší než 0,6 Pa s, zejména větší než 1,5 Pa s.
21. 21. Způsob podle nároků 1 až 20, vyznačující se tím, že gel se 500otáčkami míchadla za sekundu přemění za 1 minutu na suspenzi mající viskozitu (Vi), měřenou při 50 otáčkách za sekundu po dobu 1 minuty, nejvýše 0,35 Pa.s, zejména nejvýše 0,30 Pa.s.
22. 22. Způsob podle nároků 1 až 21, vyznačující se tím, že oxid křemičitý se jemně rozptýlí.
23. 23. Způsob podle nároků 1 až 22, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se připraví postupem obsahujícím směšování oxidu křemičitého v tuhé formě s vodným roztokem hliníkové sloučeniny za stálého míchaní.
24. 24. Způsob podle nároků 1 až 22, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se připraví postupem obsahujícím směšování, za současného míchání, vodné suspenze (B) oxidu křemičitého s hliníkovou sloučeninou v práškové formě a popřípadě s vodou.
25. 25. Způsob podle nároků 1 až 22, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se připraví postupem obsahujícím směšování, za současného míchání, vodné suspenze (B) oxidu křemičitého a popřípadě vody s roztokem hliníkové sloučeniny, která má teplotu mezi

    15°al30°C.
26. 26. Způsob podle nároku 25, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se připraví postupem obsahujícím směšování, za současného mechanického míchání, vodné suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého a popřípadě vody s roztokem síranu hlinitého, který má teplotu mezi 95° a 130 °C.

    -24CZ 289264 B6
27. 27. Způsob podle nároků 24 až 26, vyznačující se tím, že vodná suspenze (B) oxidu křemičitého se připraví suspendováním oxidu křemičitého v tuhé formě ve vodě za současného míchání.
28. 28. Způsob podle nároku 27, vyznačující se tím, že připravená suspenze se po suspendační fázi mechanicky dezintegruje.
29. 29. Způsob podle nároku 28, vyznačující se tím, že současně smechanickou dezintegrací se provádí chemická dezintegrace přidáním hlinitanu sodného a zejména kyseliny pro udržení hodnoty pH suspenze (B) mezi 6 a 7 a hmotnostního poměru Al/SiO₂ mezi 1000 a 3300 dílů na milion.
30. 30. Způsob podle nároků 27 až 29, vyznačující se tím, že po suspendační fázi ve vodě nebo po dezintegrační fázi se provádí rozmělňování za mokra nebo dezintegrace získané suspenze ultrazvukem.
31. 31. Způsob podle nároků 24 až 26, vyznačující se tím, že vodná suspenze (B) oxidu křemičitého je vodnou suspenzí (B) sráženého oxidu křemičitého, získanou mechanickou dezintegrací filtračního koláče pocházejícího ze srážecí reakce oxidu křemičitého.
32. 32. Způsob podle nároku 31, vyznačuj ící se t í m, že filtrační koláč se získá postupem obsahujícím:

    (a) reakci srážení oxidu křemičitého působením křemičitanu alkalického kovu M okyselovacím činidlem, při které se (i) nejprve vytvoří výchozí základní složka obsahující alespoň část celkového množství křemičitanu alkalického kovu M, zaváděného do reakce, a elektrolyt, přičemž koncentrace křemičitanu, vyjádřeného jako SiO₂, ve výchozí základní složce je menší než 100 g/1 a koncentrace elektrolytu ve výchozí základní složce je nižší než 17 g/1.

    (ii) k výchozí základní složce se přidává okyselovací činidlo, až se dosáhne hodnoty pH reakční směsi nejméně 7, (iii) do reakční směsi se přidává okyselovací činidlo popřípadě současně s přidávání zbývajícího množství křemičitanu alkalického kovu M, (b) reakční směs se filtruje pro získání filtračního koláče s obsahem tuhých látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.
33. 33. Způsob podle nároku 31, vyznačující se t í m, že filtrační koláč se získá postupem obsahujícím:

    (a) reakci při srážení oxidu křemičitého působením křemičitanu alkalického kovu M okyselovacím činidlem, při které se (i) nejprve vytvoří výchozí základní složka obsahující alespoň část celkového množství křemičitanu alkalického kovu M, zaváděného do reakce, přičemž koncentrace křemičitanu, vyjádřeného jako SiO₂, ve výchozí základní složce je menší než 20 g/1, (ii) k výchozí základní složce se přidává okyselovací činidlo, až se dosáhne neutralizace nejméně 5 % množství M₂O, přítomného ve výchozí základní složce, (iii) do reakční směsi se přidává okyselovací činidlo popřípadě současně s přidávání zbývajícího množství křemičitanu alkalického kovu M a poměr přidávaného množství křemičitanu

    -25CZ 289264 B6 vyjádřeného jako SiO₂, k množství křemičitanů, vyjádřeného jako SiO₂, obsaženého ve výchozí základní složce je větší než 4 a nejvýše je roven 100, (b) reakční směs se filtruje pro získání filtračního koláče s obsahem tuhých látek mezi 8 a 40 % hmotnostními.
34. 34. Způsob podle nároků 32 a 33, vyznačující se tím, že filtrace se provádí pomocí filtračního lisu.
35. 35. Způsob podle nároků 31 až 34, vyznačující se tím, že chemická dezintegrace se provádí současně s mechanickou dezintegrací zaváděním hlinitanu sodného a zejména kyseliny pro udržení hodnoty pH suspenze (B) mezi 6 a 7 a hmotnostního poměru mezi Al/SiO₂ od 100 do 3 300 dílů na milion.
36. 36. Způsob podle nároků 31 až35, vyznačující se tím, že po dezintegrační fázi se provádí rozmělňování za mokra nebo dezintegrace získané suspenze ultrazvukem.
37. 37. Způsob podle nároku 36, vyznačující se tím, že po rozmělňování za mokra nebo dezintegraci ultrazvukem se vytvoří vodná suspenze (B) sráženého oxidu křemičitého, která má obsah pevných látek mezi 10 a 40 % hmotnostními a viskozitu, měřenou při 50 otáčkách za sekundu po dobu 1 minuty, nižší než 4x10^-2 Pa.s, přičemž množství oxidu křemičitého, obsaženého v oddělené kapalině po odstřeďování suspenze při 7 500 otáčkách za minutu po dobu 30 minut představuje více než 50 % hmotnostních oxidu křemičitého přítomného v suspenzi.
38. 38. Způsob podle nároků laž 37, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se přidá v množství odpovídajícím použitému hmotnostnímu množství oxidu křemičitého, vyjádřeném jako bezvodý oxid křemičitý, mezi 0,5 a 5 %, zejména mezi 0,5 a 2,5 %, vztaženo na hmotnost cementu.
39. 39. Způsob podle nároků laž3 8, vyznačující se tím, že vodná suspenze (A) se přidá v množství odpovídajícím hmotnostnímu množství použité sloučeniny hliníku, vyjádřeném v množství bezvodé sloučeniny hliníku, například síranu hlinitého, a pohybujícím se v rozsahu mezi 0,2 a 8 %, zejména mezi 0,2 a 3 %, vztaženo na hmotnost cementu.
40. 40. Použití vodné suspenze (A) podle nároků 1 a 12 až 22 jako přísady pro betonovou nebo maltovou směs, určenou pro nanášení stříkáním, zejména pro zvýšení tloušťky nanášené stříkané vrstvy a omezení odrážení nastřikované směsi.