EA036829B1 - Ускоритель для гидравлической композиции - Google Patents

Ускоритель для гидравлической композиции Download PDF

Info

Publication number
EA036829B1
EA036829B1 EA201891362A EA201891362A EA036829B1 EA 036829 B1 EA036829 B1 EA 036829B1 EA 201891362 A EA201891362 A EA 201891362A EA 201891362 A EA201891362 A EA 201891362A EA 036829 B1 EA036829 B1 EA 036829B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
amount
composition
lithium carbonate
added
water
Prior art date
Application number
EA201891362A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201891362A1 (ru
Inventor
Майкл Скотт Арчер
Пол Дункан Хайвел-Эванс
Original Assignee
Файн Паудер Текнолоджиз Пти Лтд
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from AU2015905358A external-priority patent/AU2015905358A0/en
Application filed by Файн Паудер Текнолоджиз Пти Лтд filed Critical Файн Паудер Текнолоджиз Пти Лтд
Publication of EA201891362A1 publication Critical patent/EA201891362A1/ru
Publication of EA036829B1 publication Critical patent/EA036829B1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/10—Acids or salts thereof containing carbon in the anion
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
    • C04B22/08—Acids or salts thereof
    • C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
    • C04B22/142—Sulfates
    • C04B22/148—Aluminium-sulfate
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
    • C04B24/10—Carbohydrates or derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/04—Portland cements
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
    • C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
    • C04B40/0039—Premixtures of ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
    • C04B2103/10—Accelerators; Activators
    • C04B2103/14—Hardening accelerators
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
    • C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
    • C04B2111/00155—Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
    • C04B2111/00577—Coating or impregnation materials applied by spraying
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Fats And Perfumes (AREA)

Abstract

Предложен способ получения жидкого ускорителя затвердевания для гидравлической композиции, при этом способ предусматривает (a) добавление сахара и карбоната лития в воду с образованием дисперсии карбоната лития в растворе сахара, где сахар добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды и где карбонат лития добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды; (b) добавление сульфата алюминия в дисперсию с образованием жидкого ускорителя затвердевания, где количество добавленного сульфата алюминия составляет от 1 до 7 молярных эквивалентов на 1 молярный эквивалент присутствующего карбоната лития. Также в изобретении предложен способ получения отвержденного изделия из гидравлической композиции, при этом способ предусматривает смешивание гидравлической композиции с жидким ускорителем затвердевания, полученным в соответствии со способом по изобретению.

Description

Перекрестная ссылка
Настоящая заявка испрашивает приоритет предварительной заявки на выдачу патента Австралии №2015905358, поданной 23 декабря 2015 г., предварительной заявки на выдачу патента Австралии №
2015905359, поданной 23 декабря 2015 г., и предварительной заявки на выдачу патента Австралии №
2016904374, поданной 27 октября 2016 г., содержание которых следует понимать как включенное.
Область техники
Настоящее изобретение относится к способу получения жидкого ускорителя затвердевания для гидравлических композиций и к применению ускорителя, полученного таким образом, в способах получения отвержденных изделий.
Предпосылки к созданию изобретения
Гидравлические композиции применяют при образовании ряда различных (но связанных) продуктов, в том числе цементных растворов, видов цемента и видов бетона, и получение каждого из этих материалов, как правило, является очень схожим. Например, продукты на основе бетона, как правило, получают посредством образования сначала гидравлической композиции путем смешивания цемента, заполнителя и воды с образованием гидравлической композиции, которая сразу же начинает отвердевать. Композиция может содержать ряд других добавок, таких как диспергирующие вещества, наполнители, красители и т.п., но общий способ остается тем же. Как правило, после смешивания композицию помещают в ее желаемую конечную форму и затем обеспечивают ее отверждение.
Для ряда этих продуктов очень важной является скорость отверждения или затвердевания, как, например, в отдаленных районах, таких как места разработки, где бетонный завод может находиться в нескольких часах от точки применения, может быть необходимо замедлить затвердевание бетона для транспортировки. Однако при применении важно, чтобы они проявляли высокую прочность в раннем периоде с целью повышения производительности и пропускной способности. Соответственно было проведено значительное количество работ в отношении способов и добавок для повышения скорости затвердевания, например посредством варьирования физических условий, при которых композиция затвердевает, или посредством варьирования добавок для повышения скорости затвердевания. Из-за большого разнообразия цементирующих материалов, используемых в продуктах этих типов, существует значительное разнообразие способов, посредством которых можно ускорить затвердевание.
На данный момент коммерчески доступно широкое разнообразие цементирующих материалов. Цементирующий материал представляет собой любой материал или материалы, которые можно смешивать с жидкостью, такой как вода, и затем отверждать с образованием затвердевшего продукта. Цементирующие материалы включают виды цемента, известь, зольную пыль, строительный раствор, измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS), кварцевую пыль, прокаленную глину, прокаленный сланец, виды огнеупорного цемента, гипс, виды расширяющегося цемента, песок, золу оболочки рисового зерна, кварц, кремнезем, аморфный диоксид кремния, пуццолановые материалы или т.п.
Виды гидравлического цемента представляют собой порошки, которые вступают в реакцию с водой с образованием жестких, твердых матриц, у которых продолжает увеличиваться прочность при сжатии, даже если матрицу помещают в условия избытка воды. В эту категорию входят портландцемент (PC), виды алюминатного цемента (AC и CAC), виды кальций-сульфоалюминатного цемента (также описанные как виды сульфоалюминатного белитового цемента), пуццолановые шлаки, виды топливной золы и другие виды кремнистого стекла.
Портландцемент является наиболее распространенной формой гидравлического цементирующего материала. Цемент представляет собой общий термин, применяемый для описания материала, содержащего органические и неорганические связующие средства. Наиболее распространенными видами цемента являются виды гидравлического цемента, которые представляют собой материалы, которые схватываются и затвердевают после объединения с водой и которые в результате химических реакций при смешивании с водой и после затвердевания сохраняют прочность и стабильность даже при воздействии воды.
Бетон наиболее часто образуют из портландцемента, и бетон, как правило, изготавливают на бетонном заводе. Как правило, гидратацию портландцемента ускоряют перед помещением навала посредством модификации навала замеса непосредственно перед помещением посредством применения ускорителей, таких как хлорид кальция, силикат натрия, алюминат натрия или сульфат алюминия, или посредством увеличения тонкости измельчения исходного цемента. Однако хлорид кальция и силикат натрия являются коррозийными, в то время как алюминат натрия чрезвычайно опасен в случае контакта с кожей или глазами, а также при вдыхании или при проглатывании. Увеличение тонкости измельчения также приводит к убывающей доходности с точки зрения повышенной активности и затрат на энергию.
Хотя сульфат алюминия может являться менее коррозийным или опасным, чем вышеописанные ускорители, его трудно применять вследствие его низкой растворимости. Были предприняты попытки повышения растворимости сульфата алюминия, в том числе растворение аморфного гидроксида алюминия в сульфате алюминия в присутствии серной кислоты для увеличения содержания сульфата алюминия до приблизительно 9-10%. Однако данный подход не является стабильным, поскольку сульфат алюминия осаждается из смеси. Соответственно часто применяют дополнительные ускорители для компенсации
- 1 036829 нестабильности осаждения сульфата алюминия; хотя данный подход снова повышает затраты и может оказывать негативное влияние на долгосрочную гидратацию портландцемента в бетоне, при этом эффективно портить долгосрочную прочность при сжатии.
Были также предприняты попытки использования ускорителей на основе лития в затвердевании гидравлических композиций, в частности гидравлических композиций, которые содержат значительные количества алюминия. Сложность с этими ускорителями может заключаться в том, что растворимость применяемой соли лития может являться низкой, что приводит к снижению скорости, с которой действует какой-либо ускоритель на основе лития.
Соответственно необходимо разработать способы получения ускорителей для гидравлических композиций, которые можно получать посредством относительно простых способов на месте в необходимой точке применения.
Обсуждение документов, актов, материалов, устройств, изделий и т.п. включено в данное описание исключительно с целью обеспечения контекста для настоящего изобретения. Не предполагается или не представлено, что любые или все из этих сущностей являлись частью основания предшествующего уровня техники или представляли собой общеизвестные сведения в области, имеющей отношение к настоящему изобретению, поскольку они существовали до даты приоритета каждого пункта формулы изобретения данной заявки.
В тех случаях, если в данном описании (в том числе в формуле изобретения) используются термины содержать, содержит, состоящий из или содержащий, их следует интерпретировать как определение наличия указанных признаков, целых чисел, стадий или компонентов, но не исключение наличия одного или нескольких других признаков, целых чисел, стадий или компонентов или их группы.
Краткое описание изобретения
В результате исследований по разработке улучшенных ускорителей затвердевания авторы настоящего изобретения разработали способ получения жидкого ускорителя затвердевания и способ получения отвержденного изделия из гидравлической композиции с применением ускорителя, полученного посредством способов по настоящему изобретению.
Соответственно в одном варианте осуществления в настоящем изобретении предусматривается способ получения жидкого ускорителя затвердевания для гидравлической композиции, при этом способ предусматривает добавление сахара и карбоната лития в воду с образованием дисперсии карбоната лития в растворе сахара, где сахар добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды и где карбонат лития добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды; и добавление сульфата алюминия в дисперсию с образованием жидкого ускорителя затвердевания, где количество добавленного сульфата алюминия составляет от 1 до 7 молярных эквивалентов на 1 молярный эквивалент присутствующего карбоната лития. В одном варианте осуществления вода находится при температуре от 20 до 40°C. В еще одном варианте осуществления воду взбалтывают во время добавления карбоната лития. В еще одном варианте осуществления дисперсию взбалтывают во время добавления сульфата алюминия. В еще одном варианте осуществления сахар и карбонат лития добавляют одновременно. В другом варианте осуществления сахар и карбонат лития добавляют последовательно, причем сначала добавляют сахар с последующим добавлением карбоната лития, или в качестве альтернативы сначала добавляют карбонат лития с последующим добавлением сахара. В еще одном варианте осуществления сахар представляет собой сахарозу. В еще одном варианте осуществления сульфат алюминия добавляют в течение периода времени, составляющего от 1 до 20 мин. В еще одном варианте осуществления сульфат алюминия добавляют в форме порошка.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что в результате способа получают раствор, содержащий частицы как лития, так и алюминия, который легко можно применять в качестве ускорителя затвердевания в необходимой точке применения. Кроме того, способ получения ускорителя является таковым, что ускоритель можно получать на месте в точке применения, что приводит к экономии с точки зрения транспортировки и т.п.
Как обсуждалось выше, ускоритель затвердевания, полученный посредством способов по настоящему изобретению, можно применять для ускорения затвердевания гидравлической композиции с целью получения отвержденного изделия.
Соответственно в еще одном дополнительном варианте осуществления в настоящем изобретении предусматривается способ получения отвержденного изделия из гидравлической композиции, при этом способ предусматривает смешивание гидравлической композиции с жидким ускорителем затвердевания, полученным посредством способа по настоящему изобретению. В одном варианте осуществления гидравлическая композиция содержит гидравлическую фракцию, фракцию заполнителя и воду. В еще одном варианте осуществления жидкий ускоритель затвердевания добавляют к гидравлической композиции у выпускного отверстия разбрызгивателя гидравлической композиции.
Подробное описание
Как обсуждалось выше, в настоящем изобретении предусматривается способ получения жидкого ускорителя затвердевания для гидравлической композиции. Поскольку ускоритель получают в жидкой форме, его легко можно добавлять в гидравлическую композицию для обеспечения влияния ускорителя
- 2 036829 на скорость затвердевания гидравлической композиции. Действительно, поскольку посредством способа по настоящему изобретению получают жидкий ускоритель, его можно добавлять любым способом, известным из уровня техники, для добавления жидкостей в гидравлические композиции. Например, его можно добавлять к насыпной смеси, например в смеситель средства доставки, или его можно добавлять в линию в операции нагнетания, например при распылении торкретбетона. Соответственно обеспечение ускорителя в жидкой форме обеспечивает ряд преимуществ в его конечном применении и использовании.
Первая стадия в способе образования жидкого ускорителя затвердевания представляет собой образование дисперсии карбоната лития в растворе сахара. Дисперсию получают посредством добавления сахара и карбоната лития в воду с получением дисперсии карбоната лития в растворе сахара.
В способе по настоящему изобретению вода может быть любой подходящей температуры. В одном варианте осуществления вода находится при температуре от 20 до 40°C. В одном варианте осуществления вода находится при температуре от 20 до 30°C. В одном варианте осуществления вода находится при температуре от 30 до 40°C.
Добавление сахара и карбоната лития к воде можно осуществлять посредством ряда способов. Например, сахар и карбонат лития можно добавлять либо одновременно, либо последовательно. В одном варианте осуществления сахар и карбонат лития добавляют одновременно. В одном варианте осуществления сахар и карбонат лития добавляют последовательно.
Что касается последовательного добавления сахара и карбоната лития, авторы настоящего изобретения обнаружили, что порядок добавления не является важным для успешности способа. В одном варианте осуществления сначала добавляют сахар с последующим добавлением карбоната лития. В одном варианте осуществления сначала добавляют карбонат лития с последующим добавлением сахара.
Сахар можно добавлять либо в виде твердого вещества, которое растворится или частично растворится в воде, или его можно добавлять в форме концентрированного раствора, где раствор сахара, растворенный в воде, добавляют в воду, в которой должен быть получен жидкий ускоритель затвердевания.
Карбонат лития, как правило, добавляют в воду в форме порошка. Порошок может иметь частицы, имеющие любой из подходящих размеров, хотя в целом авторы настоящего изобретения обнаружили, что более мелкий размер частиц работает более эффективно.
В вариантах осуществления, где карбонат лития и сахар добавляют одновременно, это можно осуществлять, если сахар и карбонат лития добавляют раздельно, но в одно и то же время, или это можно осуществлять посредством сначала примешивания сахара и карбоната лития с образованием примеси с последующим добавлением примеси к воде.
Во время добавления сахара и карбоната лития, как описано выше, воду можно взбалтывать во время добавления сахара и/или карбоната лития. В одном варианте осуществления воду взбалтывают во время добавления сахара. В одном варианте осуществления воду добавляют во время добавления карбоната лития. Авторы настоящего изобретения обнаружили, что взбалтывание воды во время добавления карбоната лития способствует образованию дисперсии и помогает обеспечить относительно равномерное распределение карбоната лития по всему объему дисперсии.
Воду можно взбалтывать посредством любых средств, известных из уровня техники. Например, воду можно взбалтывать или смешивать в устройстве, где вращается сам контейнер, таким образом, приводя к взбалтыванию воды, или может присутствовать перемешивающий элемент, который вращается, вызывая взбалтывание воды. Квалифицированный работник в данной области техники может легко оценить способы, с помощью которых можно взбалтывать воду.
В способе по настоящему изобретению можно применять широкий диапазон сахаров. Примеры подходящих сахаров включают моносахариды, полисахариды и их комбинации. В определенных вариантах осуществления сахар выбран из группы, состоящей из глюкозы, фруктозы, лактозы, мальтозы, сахарозы, трегалозы, рафинозы и их комбинаций. В одном варианте осуществления сахар представляет собой сахарозу. Квалифицированный получатель поймет, что точный выбранный сахар, как правило, будет определяться коммерческими соображениями. Соответственно выбранный сахар будут выбирать на основе доступности сахара в месте, в котором должен быть осуществлен способ, и стоимости доступных сахаров. В целом вследствие природы продукта соображения стоимости будут в значительной степени влиять на принятие решения.
Количество сахара, применяемого в способе по настоящему изобретению, может широко варьироваться, поскольку авторы настоящего изобретения обнаружили, что способ будет работать в широком диапазоне концентраций сахара. Тем не менее, количество сахара, добавленного к воде, будет, как правило, составлять от 0,1 до 30 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного сахара составляет от 0,1 до 20,0 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного сахара составляет от 1,0 до 20,0 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного сахара составляет от 5,0 до 15,0 г на 100 мл воды.
Количество карбоната лития, применяемого в способе по настоящему изобретению, может широко варьироваться, поскольку авторы настоящего изобретения обнаружили, что способ будет работать в широком диапазоне концентраций карбоната лития. Тем не менее, количество карбоната лития, добавлен- 3 036829 ного к воде, будет, как правило, составлять от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного карбоната лития составляет от 0,1 до 20,0 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного карбоната лития составляет от 1,0 до 20,0 г на 100 мл воды. В одном варианте осуществления количество добавленного карбоната лития составляет от 5,0 до
15,0 г на 100 мл воды.
После получения дисперсии карбоната лития в сахарном растворе следующая стадия способа представляет собой добавление сульфата алюминия.
Сульфат алюминия можно добавлять в любой подходящей форме, хотя, как правило, его добавляют в форме порошка. Размер частиц сульфата алюминия может широко варьироваться, хотя, как правило, размер частиц составляет от 0,1 мкм до 9 мм.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что добавление сульфата алюминия к дисперсии, как правило, приводит к образованию газа, поскольку в растворе образуются пузырьки газа. Без ограничения теорией считается, что газ представляет собой CO2, который является результатом реакции карбоната лития и сульфата алюминия с образованием серной кислоты с растворимой солью лития. Соответственно авторы настоящего изобретения обнаружили, что необходимо добавлять сульфат алюминия к дисперсии с течением периода времени для контроля образования пузырьков газа и для оптимизации реакции. Добавление сульфата алюминия, как правило, занимает от 1 до 20 мин.
Во время добавления сульфата алюминия воду можно взбалтывать. Воду можно взбалтывать посредством любых средств, известных из уровня техники. Например, воду можно взбалтывать или смешивать в устройстве, где вращается сам контейнер, таким образом, приводя к взбалтыванию воды, или может присутствовать перемешивающий элемент, который вращается, вызывая взбалтывание воды. Квалифицированный работник в данной области техники может легко оценить способы, с помощью которых можно взбалтывать воду.
Количество применяемого сульфата алюминия будет зависеть от количества применяемого карбоната лития. Тем не менее, сульфат алюминия, как правило, добавляют в таком количестве, что от 1,0 до 7,0 молярного эквивалента сульфата алюминия добавляют на 1 молярный эквивалент карбоната лития, присутствующего в дисперсии. В одном варианте осуществления количество сульфата алюминия соответствует тому, что 1,0-5,0 молярного эквивалента сульфата алюминия добавляют на 1 молярный эквивалент карбоната лития, присутствующего в дисперсии. В одном варианте осуществления количество сульфата алюминия соответствует тому, что 1,5-2,5 молярного эквивалента сульфата алюминия добавляют на 1 молярный эквивалент карбоната лития, присутствующего в дисперсии.
Квалифицированный работник в данной области техники поймет, что карбонат лития характеризуется очень низкой растворимостью в воде и, следовательно, дисперсия карбоната лития в сахарном растворе не является прозрачной, а скорее характеризуется внешним видом, похожим на молоко (так как карбонат лития является белым). После добавления сульфата алюминия происходит реакция, и в конечном итоге после добавления соответствующего количества сульфата алюминия раствор становится прозрачным. Хотя жидкость будет характеризоваться ускоряющими свойствами после добавления некоторого количества сульфата алюминия и до того как она станет прозрачной, авторы настоящего изобретения обнаружили, что оптимальная активность достигается при добавлении такого количества сульфата алюминия, чтобы раствор был прозрачным.
Авторы настоящего изобретения обнаружили, что жидкий ускоритель затвердевания, полученный посредством способов по настоящему изобретению, можно применять с большим количеством гидравлических композиций, однако было обнаружено, что он, как правило, является пригодным в отношении гидравлических композиций, содержащих алюминий. Подходящим примером гидравлической композиции, которую можно ускорить с помощью жидкой композиции для затвердевания, полученной посредством настоящего изобретения, является гидравлическая композиция, содержащая портландцемент и кальций-сульфоалюминатный цемент.
Используемый в данном документе термин портландцемент относится к гидравлическому цементу, который не только затвердевает посредством реакции с водой, но также образует водостойкий продукт, содержащий гидравлические виды силиката кальция. Портландцемент включает виды портландцемента, описанные в ASTM C150 и Европейском стандарте EN 197, однако следует понимать, что портландцемент не ограничен этими классами.
Используемый в данном документе термин цементирующий относится к гидравлическому связующему веществу, в том числе к цементу; но не ограничен материалами, традиционно признанными как виды цемента.
Термин кальций-сульфоалюминатный цемент, используемый по всему данному описанию, относится к гидравлическому цементу, содержащему ялимит (4CaO-3Al2O3-SO3 (C4A3S)). Основными продуктами гидратации кальций-сульфоалюминатного цемента являются образование эттрингита и гидроксида алюминия.
Как обсуждалось выше, жидкий ускоритель затвердевания, полученный посредством способа по настоящему изобретению, находит конкретное применение в затвердевании цементной композиции, содержащей (i) цементирующий основной материал, при этом цементирующий основной материал содер- 4 036829 жит источник алюминия и источник кальция; (ii) кальций-сульфоалюминатный цемент.
Цементирующий основной материал может представлять собой любой подходящий материал, содержащий алюминий и кальций. Например, цементирующий основной материал может представлять собой портландцемент, смесь на основе портландцемента или другие виды цемента, в том числе виды пуццолан-известкового цемента, виды шлакоизвесткового цемента, виды суперсульфатированного цемента. Что касается смесей на основе портландцемента, понятно, что портландцемент может содержать дополнительные цементирующие материалы, в том числе пуццолановые материалы, известь, зольную пыль, строительный раствор, измельченный гранулированный доменный шлак (GGBS), кварцевую пыль, прокаленную глину, прокаленный сланец, виды огнеупорного цемента, гипс, виды расширяющегося цемента, песок, золу оболочки рисового зерна, кварц, кремнезем, аморфный диоксид кремния, асбестоцементную облицовочную плиту (CAB), кальций-алюминатный цемент (CA) или т.п. Примеры смесей на основе портландцемента включают шлакопортландцемент, портландцемент с добавлением зольной пыли, пуццолановый портландцемент, портландцемент с кварцевой пылью, натуральный цемент и расширяющийся цемент. В одном варианте осуществления цементирующий основной материал представляет собой портландцемент.
Как описано во всем данном описании, применяют следующую химическую номенклатуру цемента: C=CaO; S=SiO2; A=Al2O3; F=Fe2O3; M=MgO; K=K2O; S=SO3; N=Na2O; T=TiO2; P=P2O5; H=H2O; С=СО3.
Композиция видов портландцемента может значительно варьироваться; однако несколько классов портландцемента описаны в ASTM C150 и Европейском стандарте EN 197. Типичные виды портландцемента характеризуются композицией, представляющей собой 45-75% C3S, 7-32% C2S, 0-13% C3A, 0-18% C4AF и 2-10% гипса в пересчете на вес./вес.
Основными классами портландцемента, описанными в ASTM C150, являются типы I-V.
Портландцемент I типа представляет собой цемент общего назначения и является наиболее распространенным классом. Виды цемента I типа характеризуются типичной композицией, представляющей собой 55% C3S, 19% C2S, 10% C3A, 7% C4AF, 2,8% MgO, 2,9% S, с 1% потерей при прокаливании и 1% свободного CaO, в пересчете на вес./вес.
Портландцемент II типа выделяет меньше тепла по сравнению с портландцементом I типа, и для него требуется, чтобы количество C3A не превышало 8% в пересчете на вес./вес. Типичная композиция портландцемента II типа представляет собой 51% C3S, 24% C2S, 6% C3A, 11% C4AF, 2,9% MgO, 2,5% S, с 0,8% потерей при прокаливании и 1% свободного CaO в пересчете на вес/вес.
Портландцемент III типа характеризуется относительно высокой ранней прочностью и имеет размер частиц, более мелкий, чем портландцемент I типа. Портландцемент III типа, как правило, характеризуется удельной площадью поверхности на 50-80% выше, чем портландцемент I типа. Кроме того, портландцемент III типа характеризуется 3-дневной прочностью при сжатии, равной 7-дневной прочности при сжатии портландцемента I и II типа, и цемент III типа характеризуется 7-дневной прочностью при сжатии, равной 28-дневной прочности при сжатии портландцемента I и II типа. Типичная композиция портландцемента III типа представляет собой 57% C3S, 19% C2S, 10% C3A, 7% C4AF, 3,0% MgO, 3,1% S, с 0,9% потерей при прокаливании и 1,3% свободного CaO, в пересчете на вес./вес.
Портландцемент IV типа, как правило, характеризуется низкой температурой гидратации, и для него требуется, чтобы количество C3A не превышало 7%, и C3S не превышало 35% в пересчете на вес./вес. Виды портландцемента IV типа обычно применяют для больших бетонных конструкций, характеризующихся низким отношением поверхности к объему, таких как дамбы. Типичная композиция портландцемента IV типа представляет собой 28% C3S, 49% C2S, 4% C3A, 12% C4AF, 1,8% MgO, 1,9% S, с 0,9% потерей при прокаливании и 0,8% свободного CaO в пересчете на вес./вес.
Портландцемент V типа применяют, если необходима сульфатостойкость, и композиция не содержит более 5% C3A в пересчете на вес./вес. Кроме того, для композиции портландцемента V типа необходимо, чтобы C4AF+2(C3A) не превышало 20% в пересчете на вес./вес. Типичная композиция портландцемента V типа представляет собой 38% C3S, 43% C2S, 4% C3A, 9% C4AF, 1,9% MgO, 1,8% S, с 0,9% потерей при прокаливании и 0,8% свободного CaO в пересчете на вес./вес.
Типы Ia, IIa и IIIa являются вариантами видов портландцемента I-III типов и относятся к добавлению воздухововлекающего средства, которое измельчают в композиции. Дополнительно типы II(MH) и II(MH)A характеризуются композицией, похожей на описанную выше у портландцемента II типа, однако характеризуются умеренным выделением тепла.
В соответствии с Европейским стандартом EN 197 были описаны пять классов портландцемента, которые отличаются от классов, описанных в ASTM C150. В EN 197 описан портландцемент I типа как портландцемент, содержащий портландцемент и не более 5% второстепенных дополнительных компонентов; композитный портландцемент II типа содержит портландцемент и не более 35% других одиночных компонентов; шлакопортландцемент III типа содержит портландцемент и более высокие процентные доли доменного шлака; пуццолановый цемент IV типа содержит портландцемент и до 55% пуццолановых компонентов; и композитный цемент V типа, содержащий портландцемент, пуццолан и доменный
- 5 036829 шлак или зольную пыль.
Виды кальций-сульфоалюминатного цемента имеют три основных класса; однако квалифицированный получатель поймет, что виды кальций-сульфоалюминатного цемента не ограничены этими классами. Типичные виды кальций-сульфоалюминатного цемента характеризуются следующими составами: I тип содержит 7% C12A7, 67% C4A3S, 20% C2S и 6%_C4AF; II тип содержит 5% C12A7, 60% C4A3S, 24% C2S и 7% C4AF; и III тип содержит 5% C12A7, 52% C4A3S, 30% C2S и 7% C4AF.
Квалифицированному получателю будет понятно, что цементирующий основной материал и кальций-сульфоалюминатный цемент цементирующей композиции можно смешивать в любом подходящем количестве, способном образовывать гидратированный цементирующий продукт, такой как цементный раствор или т.п. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 5 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 10 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 10 до 85% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 10 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 15 до 80%, в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 20 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 25 до 80%, в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 25 до 75% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 25 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 30 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 30 до 85% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 30 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 30 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 30 до 60% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 35 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 40 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 50 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 40 до 60% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 40 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 50 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 60 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 65 до 75% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 40 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 35 до 75% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 50 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 60 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 5 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 10 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 5 до 20% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество цементирующего основного материала в композиции составляет от 10 до 20% в пересчете на вес./вес.
В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 25% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 20% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 15% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 10 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 15 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном
- 6 036829 варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 30% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 10 до 20% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 85% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 10 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 10 до 75% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 15 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 25 до 70% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 30 до 90% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 35 до 85% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 40 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 50 до 80% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 60% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальцийсульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 5 до 50% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество кальций-сульфоалюминатного цемента в композиции составляет от 20 до 40% в пересчете на вес./вес.
Следует понимать, что в некоторых вариантах осуществления гидравлическая композиция, подлежащая ускорению ускорителем, полученным посредством настоящего изобретения, может содержать дополнительный источник сульфата. Примеры подходящих дополнительных источников сульфата включают сульфат алюминия, сульфат кальция, сульфат натрия, сульфат бария, сульфат стронция, сульфат свинца, сульфат меди, сульфат магния, сульфат железа, сульфат калия, сульфат никеля, сульфат цинка, сульфат аммония и сульфат цезия. В одном варианте осуществления источником сульфата является сульфат кальция.
Следует понимать, что дополнительный источник сульфата можно добавлять в цементирующую композицию в любом подходящем количестве. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 90 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 85 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 10 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 15 до 75 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 15 до 70 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 20 до 70 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 25 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес.
В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 30 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 35 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 40 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 40 до 70 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 40 до 60 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 50 до 90 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 60 до 90 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 60 до 80 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 60 до 70 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 50 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 45 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции со
- 7 036829 ставляет от 5 до 40 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 35 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 30 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 5 до 25 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 10 до 50 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 15 до 50 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 20 до 50 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 25 до 50 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 10 до 40 вес.% в пересчете на вес./вес. В одном варианте осуществления количество источника сульфата в композиции составляет от 20 до 30 вес.% в пересчете на вес./вес.
Примеры
Настоящее изобретение теперь будет описано со ссылкой на следующие примеры.
Специалисты в данной области техники поймут, что настоящее изобретение, описанное в данном документе, допускает вариации и модификации, отличные от тех, которые описаны конкретно. Понятно, что настоящее изобретение включает все такие вариации и модификации, которые входят в сущность и объем настоящего изобретения.
Пример 1. Общая процедура 1 изготовления ускорителя по настоящему изобретению.
Необходимое количество воды, присутствующей в конечной композиции, добавляют в контейнер с последующим добавлением необходимого количества сахара. Воду в контейнере можно взбалтывать, чтобы способствовать растворению сахара, в зависимости от количества сахара, подлежащего добавлению. После завершения добавления сахара необходимое количество карбоната лития добавляют в воду с образованием дисперсии карбоната лития в растворе сахара. Воду можно взбалтывать или смешивать во время добавления карбоната лития. Затем после завершения добавления карбоната лития добавляют необходимое количество сульфата алюминия в течение периода времени (как правило, определенного необходимостью контроля выделения газа из раствора) с образованием конечного жидкого ускорителя затвердевания. Дисперсию карбоната лития в растворе сахара можно снова взбалтывать или смешивать во время добавления сульфата алюминия.
Пример 2. Общая процедура 2 изготовления ускорителя по настоящему изобретению.
Необходимое количество воды, присутствующей в конечной композиции, добавляют в контейнер с последующим добавлением необходимого количества карбоната лития. Воду в контейнере можно взбалтывать во время добавления карбоната лития. После завершения добавления карбоната лития необходимое количество сахара добавляют в воду с образованием дисперсии карбоната лития в растворе сахара. Воду можно взбалтывать или смешивать во время добавления сахара. Затем после завершения добавления сахара добавляют необходимое количество сульфата алюминия в течение периода времени (как правило, определенного необходимостью контроля выделения газа из раствора) с образованием конечного жидкого ускорителя затвердевания. Дисперсию карбоната лития в растворе сахара можно снова взбалтывать или смешивать во время добавления сульфата алюминия.
Пример 3. Общая процедура 3 изготовления ускорителя по настоящему изобретению.
Необходимое количество воды, присутствующей в конечной композиции, добавляют в контейнер с последующим добавлением необходимых количеств сахара и карбоната лития (одновременное добавление). Воду в контейнере можно взбалтывать, чтобы способствовать растворению сахара, в зависимости от количества сахара, подлежащего добавлению. Затем после завершения добавления сахара и лития добавляют необходимое количество сульфата алюминия в течение периода времени (как правило, определенного необходимостью контроля выделения газа из раствора) с образованием конечного жидкого ускорителя затвердевания. Дисперсию карбоната лития в растворе сахара можно снова взбалтывать или смешивать во время добавления сульфата алюминия.
Пример 4.
Следуя общей процедуре, изложенной в примере 1, получали жидкий ускоритель затвердевания с применением 44,21 г воды, 2,13 г карбоната лития, 1,53 г сахарозы и 52,13 г сульфата алюминия. Жидкая композиция для затвердевания, полученная таким образом, представляла собой прозрачную жидкость.
Пример 5.
Следуя общей процедуре, изложенной в примере 1, получали жидкий ускоритель затвердевания с применением 36,25 г воды, 6,40 г карбоната лития, 0,28 г сахарозы и 57,06 г сульфата алюминия. Жидкая композиция для затвердевания, полученная таким образом, представляла собой прозрачную жидкость.
Пример 6.
Следуя общей процедуре, изложенной в примере 1, получали жидкий ускоритель затвердевания с применением 49,37 г воды, 1,93 г карбоната лития, 1,39 г сахарозы и 47,13 г сульфата алюминия. Жидкая композиция для затвердевания, полученная таким образом, представляла собой прозрачную жидкость.
Пример 7. Сравнение жидкого ускорителя затвердевания по настоящему изобретению и коммерческого продукта.
- 8 036829
Существуют два стандартных тестовых способа, доступных для затвердевания цементирующих материалов, а именно:
ASTM C191 - 13 - стандартные тестовые способы определения времени схватывания гидравлического цемента посредством иглы Вика;
BS EN 196-3:2005+A1:2008 - способы тестирования цемента; определение значений времени схватывания и равномерности изменения объема.
Применяли стандартный тест BS, за исключением того, что его варьировали с применением 5% уровней ускорителя с обеспечением необходимого времени для смешивания пасты до достижения схватывания. Было обнаружено, что OPC (Mitsubishi SL Cement - Sunstate cement), применяемый для оценки, характеризуется нормальной густотой при W:P, составляющем 0,315. Все тестирование проводили при данном W:P. Время смешивания уменьшали до двух минут из-за мгновенного схватывания пасты. В соответствии с инструкцией Mineset (BASF) применяли ускоритель в количестве 5% (т.е. от 3 до 10%) в OPC и включали в качестве части связующего вещества в соотношении W:P, т.е. общее количество воды =0,315 X (OPC+5% ускорителя). Ускоритель растворяли в воде для смеси перед добавлением в портландцемент. Смесь перемешивали в течение двух минут и затем отливали в конические формы. Композиция в конечной смеси представляла собой 500 г образца, 25 г ускорителя и 165,375 воды.
Проникновение иглы с поверхностного контакта регистрировали сразу и с интервалами 5 минут, при этом регистрировали глубину проникновения иглы. Результаты являются следующими.
Проникновение иглы Вика в мм с течением времени
Время (мин.) Контроль Коммерческий отвердитель Отвердитель из примера 4
0 40 40 40
5 40 5 36
10 40 3 26
15 40 2 10
20 40 1 3
25 37 0 0
30 37 0 0
35 37 0 0
40 37 0 0
45 37 0 0
Как можно видеть, хотя существует короткий индукционный период для жидкого отвердителя по настоящему изобретению по сравнению с коммерческим продуктом, через 25 мин жидкий ускоритель затвердевания по настоящему изобретению достигает того же уровня отверждения, что и коммерческий продукт.

Claims (14)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Способ получения жидкого ускорителя затвердевания для гидравлической композиции, при этом способ предусматривает:
    (a) добавление сахара и карбоната лития в воду с образованием дисперсии карбоната лития в растворе сахара, где сахар добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды и где карбонат лития добавляют в количестве от 0,1 до 30,0 г на 100 мл воды;
    (b) добавление сульфата алюминия в дисперсию с образованием жидкого ускорителя затвердевания, где количество добавленного сульфата алюминия составляет от 1 до 7 молярных эквивалентов на 1 молярный эквивалент присутствующего карбоната лития.
  2. 2. Способ по п.1, где вода находится при температуре от 20 до 40°C.
  3. 3. Способ по п.1 или 2, где воду взбалтывают во время добавления карбоната лития.
  4. 4. Способ по любому из пп.1-3, где дисперсию взбалтывают во время добавления сульфата алюминия.
  5. 5. Способ по любому из пп.1-4, где на стадии (a) сахар и карбонат лития добавляют одновременно.
  6. 6. Способ по любому из пп.1-4, где на стадии (a) сахар и карбонат лития добавляют последовательно.
  7. 7. Способ по п.6, где на стадии (a) сначала добавляют сахар с последующим добавлением карбоната лития.
  8. 8. Способ по п.6, где на стадии (a) сначала добавляют карбонат лития с последующим добавлением сахара.
    - 9 036829
  9. 9. Способ по любому из пп.1-8, где сахар представляет собой сахарозу.
  10. 10. Способ по любому из пп.1-9, где сульфат алюминия добавляют в течение периода времени, составляющего от 1 до 20 мин.
  11. 11. Способ по любому из пп.1-10, где сульфат алюминия добавляют в форме порошка.
  12. 12. Способ получения отвержденного изделия из гидравлической композиции, при этом способ предусматривает смешивание гидравлической композиции с жидким ускорителем затвердевания, полученным в соответствии с любым из пп.1-11.
  13. 13. Способ по п.12, где гидравлическая композиция содержит гидравлическую фракцию, фракцию заполнителя и воду.
  14. 14. Способ по п.12 или 13, где жидкий ускоритель затвердевания добавляют к гидравлической композиции у выпускного отверстия разбрызгивателя гидравлической композиции.
EA201891362A 2015-12-23 2016-12-22 Ускоритель для гидравлической композиции EA036829B1 (ru)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2015905358A AU2015905358A0 (en) 2015-12-23 Cementitious composition
AU2015905359A AU2015905359A0 (en) 2015-12-23 Accelerator for hydraulic composition
AU2016904374A AU2016904374A0 (en) 2016-10-27 A process for producing cementitious material
PCT/AU2016/051271 WO2017106920A1 (en) 2015-12-23 2016-12-22 Accelerator for hydraulic composition

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201891362A1 EA201891362A1 (ru) 2019-01-31
EA036829B1 true EA036829B1 (ru) 2020-12-24

Family

ID=59088732

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201891362A EA036829B1 (ru) 2015-12-23 2016-12-22 Ускоритель для гидравлической композиции

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10793479B2 (ru)
EP (1) EP3394006A4 (ru)
AU (1) AU2016377393B2 (ru)
CA (1) CA3009532C (ru)
EA (1) EA036829B1 (ru)
WO (3) WO2017106921A1 (ru)
ZA (1) ZA201804911B (ru)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR3084358B1 (fr) * 2018-07-26 2024-01-05 Vicat Nouvelle composition cimentaire pour impression 3d et procede de mise en œuvre
CN109592918B (zh) * 2019-01-11 2021-07-23 济南大学 一种耐负温防辐射型五元体系硫铝酸盐水泥熟料
US11180412B2 (en) 2019-04-17 2021-11-23 United States Gypsum Company Aluminate-enhanced type I Portland cements with short setting times and cement boards produced therefrom
IT202200002309A1 (it) * 2022-02-09 2023-08-09 Buzzi S P A Procedimento di produzione di un materiale cementizio

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875937A (en) * 1987-10-29 1989-10-24 Fosroc International Limited Cementitious composition
FR2680130A1 (fr) * 1991-08-07 1993-02-12 Kadim Ltd Procede de mise en óoeuvre d'un liant hydraulique et dispositif d'application dudit liant.
CN102690077A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 苏琳 一种防腐膨胀密实剂组合物及其制备方法
US20140311387A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Hercules Incorporated Hydraulic Composition With Prolonged Open Time
US20140371351A1 (en) * 2012-03-09 2014-12-18 Parexlanko Dry composition based on mineral binder and intended for the preparation of a hardenable wet formulation for the construction industry
WO2015078985A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 Normet International Limited Flowable concrete with secondary accelerator

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85108582B (zh) 1984-10-30 1988-08-17 蓝圈工业有限公司 固化粘结组合物
GB8710605D0 (en) 1987-05-05 1987-06-10 Modern Advanced Concrete Cementitious mixes
GB2347415A (en) 1999-03-02 2000-09-06 Mbt Holding Ag Set-retarding admixture for calcium sulfoaluminate cements
FR2825698B1 (fr) * 2001-06-07 2004-07-09 Bpb Plc Plaque a base de liant cimentaire, procede de fabrication d'une telle plaque, extrudeur pour la mise en oeuvre d'un tel procede, et utilisation d'une telle plaque
GB2402671B (en) * 2003-05-14 2006-08-09 Transmix Group Ltd Remediation of recycled glass waste
US7618490B2 (en) * 2003-08-20 2009-11-17 Denki Kagaku Kogyo Kabushiki Kaisha Spraying material and spray technique employing the same
JP4452473B2 (ja) * 2003-09-19 2010-04-21 Ｂａｓｆポゾリス株式会社 液状急結剤
WO2009015520A1 (en) * 2007-08-02 2009-02-05 Basf Construction Chemicals (Shanghai) Co. Ltd Cement-based grout composition
CN101439943B (zh) * 2007-11-19 2012-09-19 苏笮斌 一种用于抑制混凝土碱集料反应的组合物及其制备方法
US8366823B2 (en) * 2008-09-25 2013-02-05 United States Gypsum Company Fly ash based lightweight cementitious composition with high compressive strength and fast set
GB0817997D0 (en) 2008-10-02 2008-11-05 Building Adhesives Ltd Cement based compound
US8414700B2 (en) 2010-07-16 2013-04-09 Roman Cement, Llc Narrow PSD hydraulic cement, cement-SCM blends, and methods for making same
CA2851757C (en) 2011-12-15 2019-09-24 Dow Global Technologies Llc Dry mix formulations containing carboxylated styrene-butadiene redispersible polymer powders and alumina rich containing cements

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4875937A (en) * 1987-10-29 1989-10-24 Fosroc International Limited Cementitious composition
FR2680130A1 (fr) * 1991-08-07 1993-02-12 Kadim Ltd Procede de mise en óoeuvre d'un liant hydraulique et dispositif d'application dudit liant.
CN102690077A (zh) * 2011-03-25 2012-09-26 苏琳 一种防腐膨胀密实剂组合物及其制备方法
US20140371351A1 (en) * 2012-03-09 2014-12-18 Parexlanko Dry composition based on mineral binder and intended for the preparation of a hardenable wet formulation for the construction industry
US20140311387A1 (en) * 2013-03-15 2014-10-23 Hercules Incorporated Hydraulic Composition With Prolonged Open Time
WO2015078985A1 (en) * 2013-11-27 2015-06-04 Normet International Limited Flowable concrete with secondary accelerator

Also Published As

Publication number Publication date
CA3009532C (en) 2023-04-04
AU2016377393B2 (en) 2021-07-01
ZA201804911B (en) 2019-09-25
EP3394006A1 (en) 2018-10-31
EA201891362A1 (ru) 2019-01-31
US20190010092A1 (en) 2019-01-10
WO2017106922A1 (en) 2017-06-29
US10793479B2 (en) 2020-10-06
CA3009532A1 (en) 2017-06-29
AU2016377393A1 (en) 2018-07-12
EP3394006A4 (en) 2019-08-14
WO2017106920A1 (en) 2017-06-29
WO2017106921A1 (en) 2017-06-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2513813C2 (ru) Облегченная цементирущая композиция на основе зольной пыли с высокой прочностью на сжатие и быстрым схватыванием
CN107473685B (zh) 一种氟石膏基内墙抹灰材料及其生产工艺
CN109455992A (zh) 一种机制砂混凝土及其制备方法
CN108793905B (zh) 一种修补砂浆及其制备方法和在预制混凝土构件修补中的应用
CN108358581A (zh) 一种含精炼渣的混凝土及其制备方法
EA036829B1 (ru) Ускоритель для гидравлической композиции
US20140199488A1 (en) Cement Hydrate Products For Sprayed Concrete
WO2021165221A1 (en) Accelerator for mineral binder compositions
CN110372232B (zh) 一种利用磷石膏制成的不收缩胶凝材料及其制备方法和混凝土
CN107056214A (zh) 一种氟石膏基修补砂浆
CN109020373A (zh) 早强速凝型混凝土及其制备方法
CN111620624A (zh) 一种自密实混凝土及其制备方法
US9994484B2 (en) Fast setting portland cement compositions with alkali metal citrates and phosphates with high early-age compressive strength and reduced shrinkage
KR101377475B1 (ko) 마사토와 마사토로부터 모래 분리에 따라 발생되는 슬러지를 이용한 황토 블록의 제조방법
Fauzi et al. Effect of alkaline solution to fly ash ratio on geopolymer mortar properties
CN109095802B (zh) 混凝土用膨胀剂、混凝土及其制备方法
CN106277869A (zh) 一种耐磨水泥及其应用
CN109678369A (zh) 一种多元固废制备水泥的生产工艺及方法
JP3871594B2 (ja) 硬化促進剤及びセメント組成物
KR101976650B1 (ko) 분급 파쇄석을 이용한 속경성 모르타르 조성물 및 그 조성물을 이용한 속경성 콘크리트 조성물
KR101991317B1 (ko) 클링커 조성물
JP2017031037A (ja) 水中不分離性コンクリート組成物およびその硬化体
CN113277755A (zh) 一种矿渣基细尾胶凝材料
CN109354436B (zh) 一种水洗海砂适用型预配砂浆专用胶材包及其制备方法
FI126073B (en) AQUEOUS SUSPENSION OF INORGANIC PARTICULATES, METHOD FOR PREPARING THE SUSPENSION AND USE OF THE SUSPENSION