KR100277767B1

KR100277767B1 - 콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법

Info

Publication number: KR100277767B1
Application number: KR1019960010065A
Authority: KR
Inventors: 베르똥씨니 앙드레; 뒤가 제롬므; 프루엥 로랑; 쟈끼에 쟝-뤽; 프라 에블린느
Original assignee: 다니엘 들로; 로디아 쉬미; 마르쎌 쉐이레지; 부이그
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1996-04-03
Publication date: 2001-02-01
Also published as: AU5044196A; CN1153098A; SK44196A3; ES2112075T3; MX9601265A; GR3025859T3; DE69600071T2; MY113902A; ATE159007T1; FR2732260B1; FR2732260A1; ZA962620B; DE69600071D1; TW381066B; DK0736501T3; CZ289264B6; KR960037136A; EP0736501A1; AU682989B2; BR9601245A

Abstract

본 발명은 콘크리트 또는 모르타르의 층을 표면상에 생성시키기 위해 건식 루트 또는 습식 루트를 통해 콘크리트 또는 모르타르를 분무하는 방법에 관한 것으로, 분무 장치 바로 앞 또는 분무 장치에서 콘크리트 또는 모르타르에 실리카 및 알루미늄 술페이트, 염기성 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택한 알루미늄 화합물의 수성 현탁액을 첨가하고, 이 현탁액은 4미만의 pH를 가지며 고체 함량이 10 내지 50중량%이며, 48시간 휴지후, 겔 형태이며, 이 겔은 저전단력하에서 가역적이다.

본 발명은 또한 특히 분무 층의 두께를 증가시키고 되튐을 감소시키기 위해, 분무될 콘크리트 또는 모르타르의 첨가제로서 사용되는 수성 현탁액(A)의 용도에 관한 것이다.

Description

콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법

본 발명은 실리카, 특히 침전 실리카 및 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 특별한 수성 현탁액을 사용하여, 콘크리트 또는 모르타르를 분무하는 방법에 관한 것이다.

본 발명은 또한 분무될 콘크리트 또는 모르타르의 첨가제로서 사용되는 이러한 수성 현탁액의 용도에 관한 것이다.

콘크리트칠 지지체 또는 표면상에 분무 콘크리트 또는 모르타르의 층을 생성시키기 위한 콘크리트 또는 모르타르를 분무하는 방법을 사용하는 것은 잘 알려져 있다.

현재는 두가지 형태의 콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법이 존재하는데, 즉, 건식 루트를 통한 방법 및 습식 루트를 통한 방법이 있다.

건식 루트를 통한 콘크리트 분무 방법에서, 드라이 믹스(dry mix)는 우선 콘크리트 또는 모르타르의 통상적으로 사용하는 모든 무수 성분을 포함하도록 제조되는데, 즉, 시멘트, 과립(모르타르의 경우는 모래, 콘크리트의 경우는 자갈 및/또는 페블과 같은 조과립 및 일반적으로는 모래) 및 임의로는 고체 형태의 첨가제를 포함하는 혼합물로서; 이 드라이 믹스(일반적으로 최대 2 내지 4%의 수분을 함유한다)를 그후 압축 공기를 사용하여 관내에서 분무 노즐로 공송하고; 이어서 분무 노즐에서 물(소화수(slaking water)로 불린다)로 습윤시키고; 물+고체(고체는 초기의 무수 혼합물로 구성된다)의 혼합물은 균질화시킬 필요가 있으며; 분말 또는 액체 형태인 응결 촉진제를 대개 분무 노즐 혹은 상부에서 첨가하며; 수득된 혼합물을 압축 공기(분무 공기 또는 추진 공기)를 이용하여 분무 노즐로부터 콘크리트칠 표면상에 분무한다.

이러한 형태의 콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법의 주요한 결점은 분무 단계에서 콘크리트칠 지지체(또는 표면)상에 콘크리트 또는 모르타르의 되튐(rebound)으로 인한 손실이 높다는 것이며; 콘크리트 또는 모르타르의 높은 되튐은 콘크리트 또는 모르타르의 분무를 행하는 작업자의 안전에 위험이 되며; 또한, 되튐물은 재사용할 수 없기 때문에, 필요한 출발물질의 총량을 증가시키며, 목적하는 두께의 콘크리트 또는 모르타르를 수득하는데 요하는 시간을 연장시킨다.

습식 루트를 통한 콘크리트의 분무 방법에서 믹스는 우선 시멘트, 과립(모르타르의 경우는 모래, 콘크리트의 경우는 자갈 및/또는 페블과 같은 조과립, 일반적으로는 모래), 물(소화수로 불린다) 및 임의로는 첨가제(소화 믹스)를 포함하여 형성되며; 이러한 믹스는 실제 현장에서 제조될 수 있으며 또는 사용을 위한 준비를 하여 특히 콘크리트 공장으로부터 현장으로 운반될 수도 있으며; 그 후 믹스는 대개 관내에서 펌프(예컨대, 스크류 펌프 또는 플런저 펌프)를 이용해 분무 노즐로 운반되며; 특히 액체 형태인 응결 촉진제는 분무 노즐 또는 상부에서 첨가되며; 이렇게 수득한 혼합물은 압축 공기(분무 공기 또는 추진 공기)를 사용하여 콘크리트칠 지지체 상에 분무된다.

일반적으로, 건식 루트를 통한 분무 방법과 비교할 때, 이 방법은 다수의 잇점을 가지는데; 즉, 시멘트는 일반적으로 잘 습윤되며 최종 콘크리트 또는 모르타르는 보다 더 균질하며; 먼지 생성도 감소한다.

그러나, 이 습식 루트 방법은 몇가지 결점을 갖는데; 즉, 콘크리트 또는 모르타르의 밀도는 초기 콘크리트 또는 모르타르 믹스 중의 수화 중에 소비되지 않는 과량의 물이 존재로 인하여 감소하고, 1회 분무된 층의 두께의 감소를 가져오며; 한편 초기 콘크리트 또는 모르타르 믹스에 첨가되는 가용성 유리는 이러한 응결 시간을 짧게 하나, 한편으로는 한번 분무되면 시간이 경과함에 따라 콘크리트 또는 모르타르의 기계적 강도에 손상을 준다.

또한, 건식 루트 또는 습식 루트를 통한 분무 방법에 대개 사용되는 응결 촉진제는 특히, 알칼리 금속 수산화물, 알칼리 금속 탄산염 및 알칼리 금속 알루미늄염과 같은 고알칼리성 화학 성분을 함유하는데, 이것들은 특히 고농도인 경우 사람의 안전성에 위험을 가져오며; 취급이 불량한 경우 심각한 피부 화상을 일으킬 수 있을 뿐 아니라, 콘크리트 또는 모르타르의 분무를 행하는 작업자의 눈에 심각한 해를 줄 수도 있다. 마지막으로, 이들 응결 촉진제는 재사용되지 않는 되튐물이 높은 함량의 고알칼리성류를 그 사용의 결과로 갖는다는 의미에서 어느 정도 오염 특성이 있다.

본 발명의 목적은 특히 상기 결점을 피할 수 있게 하는 콘크리트 또는 모르타르의 신규한 분무 방법을 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 특별한 첨가제를 사용하는 분무 방법을 제안하고 있다.

특히, 본 발명의 콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법은, 특히 실리카, 바람직하게는 침전 실리카를 사용하는 신규한 수성 현탁액(또는 슬러리), 휴지 중 겔을 형성하는 경향이 있으며, 저장 중 제품의 침전 또는 응결을 피하게 하여 현탁액의 안정성이 수주 또는 수개월까지 있도록 보장하는 현탁액, 그 기간 동안 균질성을 보유하는 현탁액을 사용하며; 생성된 겔은 부가적으로 저응압하에 완전히 가역화될 수 있으며; 따라서, 특히 종래 사용되는 분무 장치를 사용하여 겔을 저전단력 또는 교반하에 저점도의 균질 현탁액으로 전환시킴으로써 쉽게 펌프할 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 콘크리트 또는 모르타르의 층을 표면에 적용하기 위해 건식 루트, 또는 바람직하게는 습식 루트를 통해 콘크리트 또는 모르타르를 분무하는 방법으로서, 분무 장치 바로 전 또는 분무장치에서 pH가 4미만이며 고체함량이 10 내지 50중량%이며, 48시간 휴지 후 겔의 형태이며, 이 겔은 저전단력하에서 가역적인 수성 현탁액(A)를 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법이다.

본 발명의 구현예에 따라 본 방법은 건식 루트를 통해 실행된다.

일반적으로, 콘크리트 또는 모르타르의 드라이 믹스는 그에 따라 생성되며, 상기 믹스는 운반되어 분무장치내로 도입되며, 소화수 및 수성 현탁액(A)는 별도로 또는 배합 방식으로 분무 장치 바로 전 또는 분무장치에서 상기 믹스에 첨가되며, 생성 혼합물은 분무 장치로부터 표면(또는 지지체)상에 분무된다.

수성 현탁액(A) 및 소화수는 별도로 드라이 믹스로 도입될 수 있는데, 즉, 두가지 상이한 수단(예컨대, 두개의 상이한 펌프를 사용하여)으로 할 수 있다. 그것들은 배합 방식으로 역시 도입될 수 있는데, 즉, 동일한 수단에 의해 믹스로 도입될 수 있으며; 그 후, 상기 믹스로 도입되기 전에 특히 서로 혼합된다. 수성 현탁액(A)의 사용은 되튐 및 먼지의 형성을 감소시킨다.

수성 현탁액(A)는 특히 소화수로서 사용할 수 있다.

상기 언급한 바와 같이 분무 방법을 건식 루트를 통해 실행할 수 있을지라도, 습식 루트를 통한 분무방식을 사용하는 것은 특히 주목할 만한 결과를 낳는다.

그러므로, 본 발명의 바람직한 구현예에 따라, 본 방법을 습식 루트를 통해 실행한다.

일반적으로, 소화된 콘크리트 또는 모르타르 믹스는 그에 따라 생성되며, 이 믹스는 운반되어 분무 장치에 도입되며, 수성 현탁액(A)는 분무 장치 바로 전 또는 분무장치에서 상기 소화된 믹스에 첨가되며 생성 혼합물은 표면(또는 지지체)상에 분무 장치로부터 분무된다.

본 발명의 양 구현예에서 드라이 믹스 또는 소화 믹스를 생성시키고, 운반한 후 이 믹스를 분무 장치로 도입하고 믹스를 상기 장치로부터 콘크리트칠 표면 상에 믹스를 분무하기 위한 장치들은 콘크리트 또는 모르타르의 분무 분야에서 대개 사용하는 것들에 해당하며 따라서 당업자에게 잘 알려져 있다.

그러므로, 드라이 믹스 및 소화 믹스 모두는 일반적으로 그의 성분을 일부를 형성하는 물질을 혼합함으로써 생성되며; 상기 물질의 믹서로의 도입 순서는 중요하지 않으며; 예컨대, 습식 루트를 통한 분무 방법의 경우 과립 또는 응집체(모르타르의 경우는 모래, 콘크리트의 경우는 자갈 및/또는 페블과 같은 과립 또는 조응집체 및 일반적으로는 모래) 및 시멘트는 우선 서로 혼합된 후, 다음에 물이 도입되고, 이렇게 하여 생성된 습윤 믹스는 최종적으로 혼합된다.

습윤제와 같은 첨가제는 드라이 믹스(건식 루트 방법) 또는 소화 믹스(습윤 루트 방법)의 제조 중 적절한 때에 임의로 혼입될 수 있다. 언급할 수 있는 습윤제로는 특히 멜라민, 소디움 폴리나프탈렌술포네이트, 소디움 폴리아크릴레이트 및 소디움 폴리카르복실레이트가 있다.

폴리비닐알콜, 폴리프로필렌, 폴리아크릴로니트릴, 셀룰로오스, 탄소, 케블라(kevlar), 폴리아미드, 폴리에틸렌 등의 보강 섬유를 첨가할 수도 있다. 또한, 건식 루트를 통한 방법의 경우, 건조하게 형성된 믹스는 관(또는 도관)내의 압축 공기의 흐름을 이용하여 운반된 후에 분무 장치내로 도입되며; 습식 루트 방법의 경우 소화 믹스는 관(또는 도관) 내에서 플런져 펌프 또는 스크류 펌프와 같은 적당한 펌프를 이용하여 운반된 후에 분무 장치내로 도입된다.

수성 현탁액(A)는 분무 장치 바로 전 또는 분무 장치에서 예컨대 미터 펌프(metering pump)에 의해 운반될 수 있다.

분무 장치는 보통 분무 노즐로 구성되며; 드라이 믹스, 소화수 및 수성 현탁액(A)로 구성된 배합물 또는 소화 믹스 및 수성 현탁액(A)으로 구성된 배합물은 그 후 일반적으로 상기 노즐로 공급되는 추진 공기를 사용하여 이 분무 노즐로부터 분무되는데, 추진 공기는 대개는 압축 공기이다.

수성 현탁액(A)의 사용 및 믹스로의 그의 도입 위치는 본 발명의 중요한 특징이다.

수성 현탁액 및 그의 제조방법을 이하에 설명한다.

수성 현탁액(A)은 실리카 및 알루미늄 술페이트, 염기성 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택한 알루미늄 화합물의 수성 현탁액이며, 이것은 pH가 4 미만이며 고체 함량은 10 내지 50중량%이며, 48시간 휴지 후, 겔의 형태로서, 이 겔은 저전단력에서 가역적이다.

수성 현탁액(A)의 고체 함량은 10 내지 50중량%, 바람직하게는 15 내지 45중량%, 예컨대 20 내지 40중량%이다.

수성 현탁액(A)는 4 미만의 pH(ISO 표준 787/9(물 중 5% 현탁액의 pH)으로 측정)를 가지며, 바람직하게는 3.5 미만, 예컨대 3 미만이다. 또한, 이 pH는 일반적으로 2 이상, 특히 2.2 이상이다.

상기 현탁액은 이롭게는 1 내지 49중량%, 바람직하게는 3 내지 35중량%의 실리카 함량(무수 실리카로 나타냄)을 갖는다. 이 함량은 5 내지 30중량%, 특히 8 내지 20중량%를 가질 수 있다.

현탁액은 이롭게는 1 내지 49중량%, 바람직하게는 3 내지 40중량%의 알루미늄 화합물(무수 알루미늄 화합물로 나타냄) 함량을 갖는다. 이 함량은 5 내지 35중량%, 특히 10 내지 30중량% 일 수 있다.

본 발명의 선택적인 형태에 따라, 수성 현탁액(A)는 11 내지 20중량%의 실리카(무수 실리카로 나타냄) 함량 및/또는 21 내지 30중량%의 알루미늄 화합물(무수 알루미늄 화합물로 나타냄) 함량을 갖는다.

수성 현탁액(A)중에 존재하는 알루미늄 화합물은 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택된다.

알룸은 일반식 MAI(SO₄)₂·12H₂O(M=Li, Na 또는 K)인 알칼리 금속 술페이트와 알루미늄 술페이트의 화합물을 의미한다. 암모늄 라디칼 또는 1가의 탈륨도 알루미늄 술페이트와 알룸을 형성할 수 있다.

알루미늄 화합물은 매우 이롭게는 알루미늄 술페이트이다.

상기 알루미늄 화합물은 무수 알루미늄 술페이트(Al₂(SO₄)₃) 또는 수화 알루미늄 술페이트(특히 일반식 Al₂(SO₄)₃·14H₂O 또는 Al₂(SO₄)₃)·18H₂O이다)로부터 유래한다.

그것은 예컨대 하기 식으로부터 선택한 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다:

(식 중, n은 양의 정수이며, A는 1이며, B는 0.75 내지 2이며, C는 0.5 내지 1.12이며, E는 술페이트가 고체인 경우 1.5 내지 4이며 술페이트가 수용액인 경우 4 초과이며, B+2C=3이다).

이들은 예컨대 US-A-4,877,597호에 기술된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다.

그것은 또한 하기 식으로부터 선택한 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다:

(식 중, A는 1이며, B는 0.75 내지 2이며, C는 0.3 내지 1.12이며, D는 0.005 내지 0.1이며, 2≤X≤4이며, E는 술페이트가 고체인 경우 1.5 내지 4이며 술페이트가 수용액인 경우 4 초과이며, 3=B+2C+2D(X-2)이다).

이들은 예컨대 US-A-4,981,675호에 기술된 염기성 알루미늄 술페이트일 수 있다.

수용액(A)중에 존재하는 실리카는 특히 실리카 스모크, 침전 실리카, 예컨대 롱쁠랑사(판)의 Tixosil 28과 같은 실리코알루미네이트, 스멕타이트(smectites) 또는 스멕타이트 형태의 마그네슘 실리케이트 및 그들의 혼합물로부터 선택한 실리카를 주로 함유하는 실리카 혼합물로부터 선택할 수 있으나, 하나 이상의 침전 실리카가 바람직하게는 실리카로서 사용된다.

여기서 침전 실리카는 침전 매질의 적당한 pH, 특히 염기성, 중성 또는 약산성 pH에서, 알칼리 금속 실리케이트와 산, 대개는 무기의 산과의 반응으로부터의 침전에 의해 수득한 실리카를 의미하며; 이 실리카는 임의의 방법(산을 실리케이트의 기재 스톡(base stock)에 첨가, 산 또는 실리케이트를 물 또는 실리케이트 용액의 기재 스톡에 전체 또는 부분적인 동시의 첨가 등)으로 제조할 수 있으며 그 방법은 수득하기를 희망하는 실리카 형태의 함수로써 선택되며; 침전 단계 말기에 반응 혼합물로부터 실리카의 분리 단계는 일반적으로 임의의 공지의 방법, 예컨대, 필터 압착 또는 진공 필터 등으로 실행하며; 이렇게 하여 필터 케이크를 수득하여, 필요시는 세척하며; 임의로는 분해 후의 이 케이크를 특히 미분세화와 같은 임의의 공지의 방법으로 건조할 수 있으며, 그 후 임의로는 분쇄하고/거나 응집시킬 수 있다.

하기의 명세서에서, BET 비표면적은 ["Journal of the American Chemical Society", (60권, p309, 1938년 2월) 및 상응하는 NFT 표준 45007(1987년 11월)]에 기술된 브루나우어-에멧-텔러법(Brunauer-Emmett-Teller Method)에 따라 결정한다.

CTAB 비표면적은 NFT 표준 45007(1987년 11월)(5.12)에 따라 결정된 외부 표면적이다.,

마지막으로, 주어진 세공의 부피는 수은 세공측정기로 측정하며, 세공 직경은 접촉각 θ가 130°이고 표면 장력 γ가 484dynes/cm(Micrometrics 9300 porosimeter)과의 와시번(Washburn) 관계를 이용하여 계산한다.

수성 현탁액(A)에 사용할 수 있는 바람직한 분산성 및 분해성은 특별한 분해 시험으로 정량화할 수 있다.

분해 시험은 하기의 과정에 따라 실행한다:

응집물의 응집은 입자 크기 측정(레이져 산란 사용)으로 평가하며, 초음파를 이용하여 미리 분해한 실리카 현탁액 상에서 실행하며; 그리하여 실리카의 분해성(0.1 내지 수십 미크론의 물체의 붕괴)을 측정한다. 초음파를 이용한 분해는 직경 19mm의 탐침기가 장치된 Vibracell Bioblock(600W) 음파 변환기를 사용하여 실행한다. 입자크기는 Sympatec 입자크기 분석기에서 레이져 산란을 사용하여 측정한다.

실리카 2g을 측량하여 샘플 튜브(높이: 6mm, 직경: 4cm)에 넣고 탈이온수를 첨가하여 50g으로 만들고; 이렇게 하여 4%의 실리카를 함유하는 수성 현탁액을 제조하고, 2분간 자석 교반하여 균질화한다. 그 후 초음파를 사용한 분해를 다음과 같이 행한다: 프로브는 4cm 깊이로 함침시키고, 출력은 20%(프로브의 말단에 의해 발산되는 에너지 120watts/cm²에 상응한다)의 출력 다이알 바늘 진동을 수득할 수 있도록 조절한다. 420초간 분해를 실행한다. 그 후 입자 크기 측정은 기지인 부피(ml로 나타냄)의 균질 현탁액을 입자 크기 분석기의 셀로 도입한 후에 실행한다.

수득한 중앙 직경 φ₅₀은 실리카가 나타내는 분해도가 클수록 비례적으로 더 작다. [(10×도입된 현탁액의 부피(ml))/입자 크기 분석기로 분석된 현탁액의 광학 밀도]의 비를 또한 측정한다(이 광학 밀도는 20부근이다). 이 비는 미세물의 함량, 특 입자 크기 측정기로 측정되지 않는 0.1μm 미만인 입자의 함량을 가리킨다. 초음파 분해 인자(F_D)로 불리는 이 비는 실리카의 분해도가 클수록 비례적으로 더 높다.

수성 현탁액(A) 중에 바람직하게 존재하는 침전 실리카는 일반적으로 CTAB 비표면적이 50 내지 250m²/g, 특히 100 내지 240m²/g이다.

수성 현탁액(A)는 바람직하게는 매우 우수한 분산성 및 분해성을 갖는 침전 실리카를 함유한다.

그리하여, 유럽 특허 제0520862호에 기재된 침전 실리카를 사용하는 것이 또한 가능하다. 특히, 상기 침전 실리카(S₁)는 바람직하게는 140∼200m²/g의 BET 비표면적(specific surface), 140∼200m²/g의 CTAB 비표면적, 175∼275Å의 직경인 세공으로 구성된 세공 부피가 직경이 400Å 이하인 세공으로 구성된 세공 부피의 50% 이상, 예를 들어, 60% 이상을 나타내는 세공 분포(및, 바람직하게는, 80μm 이상, 예컨대 100μm 이상인 평균 크기)를 갖는 실질적으로 구형인 비드의 형태일 수 있다. 상기 비드는 5.5ml 이상의 초음파 분해 인자(F_D) 및 초음파로 분해후, 5μm 이하의 중앙 직경(Φ₅₀)을 가질 수 있다.

일반적으로 분말, 과립 또는 실질적으로 구형의 비드 형태이고, 하기로부터 선택된 침전 실리카는, 탁월한 분산성 및 분해성을 갖는 실리카로서 또한 사용될 수 있다:

- 하기를 포함하는 침전 실리카(S₂):

- 140∼240m²/g의 CTAB 비표면적,

- 11ml 이상, 예를 들어, 12.5ml인 초음파 분해 인자(F_D),

- 초음파로 분해 후, 2.5μm 이하, 특히 2.4μm 이하,

예를 들어 2.0μm인, 인 중앙 직경(Φ₅₀),

- 하기를 포함하는 침전 실리카(S₃):

- 140∼240m²/g의 CTAB 비표면적,

- 직경이 175∼275Å인 세공으로 구성된 세공 부피가 직경이 400Å 이하인 세공으로 구성된 세공 부피의, 50% 미만, 예를 들어 40% 미만인 세공 분포,

- 5.5ml 이상의 초음파 분해 인자(F_D),

- 초음파로 분해 후, 5μm 이하인 중앙 직경(Φ₅₀),

- 하기를 포함하는 침전 실리카(S₄):

- 100∼140m²/g의 CTAB 비표면적,

- 초음파로 분해 후, 2.8μm 이하, 특히 2.7μm 이하

예를 들어 2.5μm 이하인 중앙 직경(Φ₅₀),

- 일반적으로, 3.0μm 이상의 초음파 분해 인자(F_D),

- 하기를 포함하는 침전 실리카(S₅):

- 100∼140m²/g의 CTAB 비표면적,

- 직경이 175∼275Å인 세공으로 구성된 세공 부피가 직경이 400Å 이하인 세공으로 구성된 세공 부피의, 55% 미만, 특히 50% 미만, 예를 들어 40% 미만을 나타내는 세공 분포,

- 초음파로 분해 후, 4.5μm 이하, 특히 4μm 이하, 예를 들어 3.8μm 이하인 중앙 직경(Φ₅₀),

- 일반적으로, 3.0μm 이상의 초음파 분해 인자(F_D),

수성 현탁액(A)에 존재하는, 실리카, 특히 침전된 실리카는 특히, 분쇄(예를 들어, 습식 분쇄), 또는 초음파 분해의 결과로서 일반적으로 미세하게 분쇄된다.

그럼에도 불구하고, 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 사용은 미세하게 절단되지 않고, 오히려, 특히, d₁₀가 4∼10μm이고, d₅₀가 15∼30μm이며, d₉₀가 50∼100μm인, 입자 크기가 큰 실리카의 현탁액을 안정화시킬 수 있다. 양 d₁₀는, 실리카 입자의 분포 중 10%가 더 적은 직경을 갖는 입자 직경을 나타내고; 유사하게, d₅₀(또는 d₉₀)는 실리카 입자의 분포중 50%(또는 90%)가 더 작은 직경을 갖는 입자 직경을 나타낸다. 상기 입자 크기 측정은 바람직하게는 실라스(Cilas) 입자 크기 분석기상에서 레이저 산란에 의해 수행된다. 알루미늄 화합물 첨가제의 사용없이, 상기 실리카 현탁액은 1주일 미만 저장한 후에는 침강하며, 특히 기계적 교반 하에서 용이하게 재분산될 수 없는 석출물이 형성된다는 것을 주지해야 한다.

수성 현탁액(A)의 주요 특징은 정지한 채로 방치된 후 겔을 형성할 수 있다는 것이고; 이는 보관중 퇴적 또는 침강되는 현상을 예방하므로, 수주 또는 수개월(특히 3개월 이상) 이상 현탁액의 안정성을 유지시키고; 현탁액을 실질적으로 상기 기간 이상 그의 균질성을 유지한다. 그리하여, 48시간 휴지 후, 바람직하게는 24시간 휴지 후, 또는 단 2시간 휴지 후에서도, 수성 현탁액(A)는 겔의 형태이고, 상기 겔은 낮은 전단력 하에서 가역적일 수 있다.

그러므로, 24시간 후, 수성 현탁액(A)은 1분간 1s^-1의 전단력하에서 측정된 점도가, 0.6Pa 이상, 바람직하게는 1.5Pa 이상, 특히 2.0Pa 이상(및 일반적으로 25Pa 이하)의 점도(V₁)를 갖는 겔의 형태로 있는 것이 바람직하다.

일정 기간의 휴지 후 수성 현탁액(A)의 겔 특성을 명확하게 하기 위한 공정은 하기와 같다.

겔을 콘트라베스 레오매트 Z115 유동계의 MS 125 또는 MS 145 측정 셀로 도입하고; 겔을 분해시키기 위해 500s^-1에서의 전단을 1분간(500회전/분에서 교반) 수행하고; 이어서 겔을 24시간 동안 재형성시키고, 겔의 있을 수 있는 탈수를 예방하기 위해서 샘 방지 플라스틱 필름으로 셀을 주의하여 도포하고; 상기의 24시간 말에, 하기의 공정을 수행할 수 있다:

- 점도 측정(V₁)은 1분간 1s^-1으로 전단력을 가하여 수행하고; 현탁액이 겔화되는 경향이 커질수록 측정치는 비례하여 높아지고;

- 다음으로, 또다른 점도 측정(V₂)은 1분간 1s^-1으로 전단력을 가하여 수행될 수 있고; 겔이 더 잘 깨질 수록 측정치는 비례하여 낮아지고; 일반적으로, 수성 현탁액(A)는 0.05∼0.4Pa·s의 점도 V₂를 가지며;

- 마지막으로, 또다른 점도 측정(V₃)은 1분간 500s^-1으로 전단력을 가하여 수행될 수 있고; 현탁액의 펌프액의 펌프력이 클수록 측정치는 비례하여 낮아지고; 일반적으로, 수성 현탁액(A)는 0.03∼0.35Pa·s의 점도 V₃를 갖는다.

본 발명에 따른 수성 현탁액(A)의 48시간의 휴지후(바람직하게는 24시간의 휴지후 또는 단 2시간의 휴지후)의 형태인 겔은 낮은 응력하에서 가역적일 수 있고: 낮은 전단력 하에서는 그리하여 낮은 점도의 균일한 현탁액으로 전환되므로, 용이하게 펌프 가능하고; 더욱 특별하게는, 상기 겔은 1분간 500s^-1의 전단력은 상기 겔을 1분간 50s^-1의 전단력 하에서 측정된, 0.35Pa·s 이하, 바람직하게는 0.30Pa·s 이하, 예를 들어 0.25Pa·s 이하인, 점도(V_r)를 갖는 현탁액을 전환시킨다.

상기 점도(V_r)의 측정 방법은 하기와 같다:

겔을 콘트라베스 레오매트 Z115 유동계의 MS 125 또는 MS 145 측정 셀로 도입하고; 겔을 분해시키기 위해 500s^-1에서의 전단력을 1분간 수행하고; 수득된 생성물의 점도 측정(V_r)은 이어서 1분간 50s^-1으로 전단력을 가해 수행한다.

수성 현탁액(A)의 특징 및 성질은, 음이온성, 양이온성, 양쪽성 또는 비이온성이든 관계없이, 계면활성제를 사용하지 않고 수득된다.

이어서, 바람직하게는 필수적인 것은 아니지만, 수성 현탁액(A)은 어떠한 계면활성제도 함유하지 않는다.

수성 현탁액(A)은 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트 또는 알룸의 수용액을, 분말, 과립 또는 실질적으로 구형 비드의 형태, 바람직하게는 침전 실리카 S₁∼S₅의 형태인, 상기 기재된 침전 실리카와 교반(특히, 기계적 교반)하에 혼합시키는 것을 포함하는 공정에 의해 임의로 제조될 수 있다.

수성 현탁액(A)은 분말 형태인 상기 알루미늄 화합물과 실리카의 수성 현탁액(B), 및 선택적으로 물을 교반하에 혼합시키는 것을 포함하는 방법에 의해서 또한 제조될 수 있다. 침전 실리카의 수성 현탁액, 실리카 졸로 통상 명칭되는 콜로이드성 실리카 현탁액과 같은 임의의 종류의 수성 실리카 현탁액이 사용될 수 있고, 이는 예를 들어, 이온 교환 수지상에서 소디움 실리케이트 또는 상기 정의된 바와 같이, 우선적으로 실리카를 포함하는 실리카 화합물의 수성 현탁액을 여과시키므로서 후자를 수득하는 것이 가능하다.

특히, 상기 방법은 예를 들어, 무수 또는 바람직하게는 수화된, 분말 형태의 알루미늄 술페이트, 및 선택적으로 물을 침전 실리카의 수성 현탁액(B)에 기계적 교반하에 첨가하고 이어서 상기 수득된 혼합물을 계속 교반시키는 것을 포함한다.

마지막으로, 수성 현탁액(A)는 수성 실리카 현탁액(B) 및, 선택적으로 물을 상기 알루미늄 화합물의 용액과 교반하에 혼합시키는 것을 포함하는 방법으로 제조될 수 있고, 알루미늄 화합물의 용액은 15∼130℃의 온도에서 존재한다. 특히, 상기 방법은 침전 실리카의 수성 현탁액(B) 및, 선택적으로 물을 15∼30℃, 또는 바람직하게는 95∼130℃의 온도인, (무수 또는 바람직하게는 수화된) 알루미늄 술페이트 용액(특히, 상기 온도에서 결정화된 물에 용해되는 황산 알루미늄 수화물)과 특히 100∼120℃의 온도에서 기계적 교반하에 혼합시키는 것을 포함한다.

수성 실리카 현탁액(B)을 사용하는 제조 방법에 있어서, 수성 실리카 현탁액(B)는 고형의 실리카, 특히 침전 실리카 S₁∼S₅를 수중에 교반(특히, 기계적 교반)하에 현탁시켜 임의로 수득될 수 있다.

수중 현탁의 상기 공정 후, 현탁액은 기계적으로 분해될 수 있다. 기계적 분해(또는 해응집)는 분해기/분쇄기내에서 수행될 수 있다. 일반적으로 화학적 분해는 분해기/분쇄기로 소디움 알루미네이트 및 바람직하게는, 일반적으로 동시에 산(특히, 황산과 같은 무기산)을 도입시키므로서 기계적 분쇄와 결합되어 수행되므로, 현탁액(B)의 pH는 6∼7로 유지되고 Al/SiO₂중량비는 1000∼3300ppm이다. 일단 상기 첨가가 수행된 후에 기계적 분해는 선택적으로 지속될 수 있다.

분해 공정 또는 수중 현탁 공정(분해 공정이 이용되지 않는다면) 후, 수득된 현탁액의 습식 분쇄 또는 초음파 분해가 수행될 수 있다.

습식 분쇄는 콜로이드 밀 타입 또는 비드 밀의 밀을 통해 현탁액을 통과시키므로서 수행될 수 있다.

초음파 분해는 강력 초음파 탐침기에 의해 현탁액에 초음파 파장(초음파 처리)을 적용시키므로서 수행될 수 있다.

그럼에도 불구하고, 수성 현탁액(A)는, 특히 알칼리 금속 M의 실리케이트를 산성화제와 반응시키는 반응인, 실리카 침전 반응으로부터 유래된 필터 케이크의 기계적 분해(특히, 분해기/분쇄기내에서)에 의해 수득된 침전 실리카의 수성 현탁액(B)를 사용하는 방법에 의해 제조되는 것이 매우 바람직하다.

산성화제 및 실리케이트는 그 자체로서 잘 알려진 방법에 의해서 선택된다.

산성화제는 일반적으로 황산, 질산 또는 염산과 같은 강한 무기산, 또는 아세트산, 포름산 또는 탄산과 같은 유기산이 사용된다.

산성화제는 희석되거나 또는 농축될 수 있고; 그의 노르말농도는 0.4∼36N, 예를 들어 0.6∼1.5N일 수 있다.

특히, 산성화제가 황산인 경우에 있어서, 그의 농도는 바람직하게는 40∼180g/l, 예를 들면 60∼130g/l일 수 있다.

더구나, 통상 형태의 실리케이트, 예로서 메타실리케이트, 디실리케이트 및 유리하게는 알칼리금속 M 실리케이트(이중, M은 나트륨 또는 칼륨이다)와 같은 실리케이트를 실리케이트로서 사용할 수 있다.

알칼리 금속 M 실리케이트는 통상적으로 40∼330g/l, 예를 들면 60∼300g/l, 특히 60∼250g/l의 농도(SiO₂로서 표현)를 갖는다.

일반적으로, 황산은 산성화제로서 사용되고 소디움 실리케이트는 실리케이트로서 사용된다.

소디움 실리케이트가 사용되는 경우에 있어서, 소디움 실리케이트는 일반적으로 2∼4, 보다 특별하게는 3.0∼3.7의 SiO₂/Na₂O 중량비를 나타낸다.

일차 바람직한 구현예에 따르면, 필터 케이크는 다음을 포함하는 방법에 의해서 수득된다:

(A) 하기의 경우에 있어서, 산성화제와의 알칼리금속 M 실리케이트의 작용에 의한 실리카 침전 반응;

(ⅰ) 반응에 도입된 알칼리금속 M 실리케이트의 총량 중 적어도 일부 및 전해질을 포함하여 초기 기재 스톡이 형성되고, 상기 초기 기재 스톡에서의 실리케이트 농도(SiO₂으로 표현)는 100g/l 이하이고, 상기 기재 스톡중 전해질의 농도는 17g/l 이하이며,

(ⅱ) 반응 혼합물의 pH 수치가 적어도 약 7에 도달될 때까지 산성화제를 상기 기재 스톡에 첨가하고,

(ⅲ) 산성화제를, 적절하다면 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트와 동시에 반응 혼합물에 첨가하고,

(B) 고형 함량이 8∼40중량%인 필터 케이크를 회수하기 위한 반응 혼합물의 여과.

초기 기재 스톡 중의 실리케이트 및 전해질의 낮은 농도는 상기 경우에 있어서 중요한 조건이다.

상기 구현예에서, 공정은 하기와 같이 수행된다.

실리케이트 및 전해질을 포함하는 기재 스톡이 우선적으로 형성된다. 기재 스톡에 존재하는 실리케이트의 양은 반응에 도입된 총량과 동일하거나 또는 상기 총량의 일부분만을 나타낼 수 있다.

전해질이 관여되는 한, 그 용어는 통상 사용되는 의미로 여기에서 이해되어져야 하는데, 즉, 용해되는 경우, 분해되거나 해리되어 이온 또는 전하 입자를 형성하는 임의의 이온성 또는 분자성 물질을 의미한다는 것이다.

특히, 알칼리금속 및 알칼리토금속 염의 군으로부터의 염이 사용되고, 바람직하게는, 출발 실리케이트의 금속 M의 염 및 예컨대 소디움 실리케이트와 황산의 반응의 경우에 있어서 소디움 술페이트와 같은 산성화제의 염이 사용된다.

상기 구현예의 주요 특징에 따르면, 초기 기재 스톡중 전해질 농도는(0g/l 이상이며)는 17/g/l 이하, 바람직하게는 14g/l 이하이다.

상기 구현예의 또다른 주요 특징에 따르면, 초기 기재 스톡중 실리케이트 농도는(리터당 SiO₂이 0g 이상인) 리터당 SiO₂이 100g 이하이다. 상기 농도는 바람직하게는 80g/l 이하, 특히 70g/l 이하이다.

이차 공정은 상기 기재된 조성물의 기재 스톡에 산성화제를 첨가하는 것으로 구성된다.

반응 혼합물 pH의 연관된 저하를 수반하는, 상기 첨가는 수치가 적어도 약 7 이상, 일반적으로 7∼8에 도달할 때까지 수행된다.

일단 상기 수치가 도달되고, 도입된 실리케이트의 총량 중 일부분만을 포함하는 출발 기재 스톡의 경우에 있어서, 산성화제 및 실리케이트의 잔여량을 동시에 첨가하는 것이 유리하다.

실제적인 침전 반응은 실리케이트의 총 잔여량이 첨가되었을 때 종료된다.

침전의 말기에서 및 특히 침전된 동시 첨가 후에, 반응 혼합물의 에이징을 수행하는 것이 유리하고, 예를 들어, 5분 내지 1시간 동안 상기 에이징을 지속하는 것이 가능하다.

마지막으로, 모든 경우(도입된 실리케이트의 총량중 일부만을 포함하는 출발 기재 스톡의 경우, 및 도입된 실리케이트의 총량을 포함하는 출발 기재 스톡의 경우)에 있어서, 침전 후 임의 차기 공정에서 산성화제의 부가량을 반응 혼합물에 첨가하는 것이 가능하다. 상기 첨가는 일반적으로 pH 수치가 3∼6.5, 바람직하게는 4∼6.5에 도달할 때까지 수행된다.

반응 혼합물의 온도는 일반적으로 70∼98℃이다.

대체 형태에 따르면, 반응은 80∼95℃의 일정 온도에서 수행된다. 또다른 대체 형태에 따르면, 반응 말기의 온도는 반응 초기 온도보다 더 높고; 그러므로, 반응 초기 온도는 70∼95℃로 유지되는 것이 바람직하고; 온도는 이어서 반응 말기까지 유지되는, 바람직하게는 80∼98℃의 수치까지 온도를 증가시킨다.

실리카 슬러리로 구성된 반응 혼합물을 바로 전에 기재된 공정의 말기에서 수득한다.

상기 일차 바람직한 구현예의 공정(B)는 고형 함량이 8∼40중량%인 필터 케이크를 회수하기 위해서 상기 실리카 슬러리를 여과시키는 것으로 구성된다.

여과는 예를 들면, 벨트 필터, 진공 회전 필터, 또는 바람직하게는, 필터 압착기를 사용하여 임의의 적합한 방법에 의해서 수행될 수 있다.

가압 여과에 의해서 수득된 케이크는 일반적으로 상당히 높은 고형 함량을 갖는다.

상기 설명에서 언급된 침전 실리카 S₁는 수득한 필터 케이크를 분무-건조시켜(특히 여과 압력을 사용하는 경우), 바람직하게는 멀티노즐 분무기를 사용하여 제조할 수 있다는 것을 유의해야 하며, 건조 바로전에 상기 케이크가 24중량% 이하(바람직하게는 23중량% 이하) 내지 18중량% 이상(바람직하게는 20중량% 이상)의 고형 함량을 갖는 것이 부가적으로 필요하고, 다른 곳에서 나타낸 바와 같이, 상기 케이크를 건조전에 기계적 및, 선택적으로, 화학적 분해시키는 것이 가능하다.

이차 바람직한 구현예에 따르면, 필터 케이크는 하기 공정을 포함하는 방법에 의해서 수득된다:

(ⅰ) 반응에 도입된 알칼리금속 M 실리케이트의 총량 중 일부분을 함유하는 초기 기재 스톡이 형성되고, 상기 초기 기재 스톡에서의 실리케이트 농도(SiO₂으로 표현)는 20g/l 이하이고,

(ⅱ) 상기 초기 기재 스톡에 존재하는 M₂O의 양의 5% 이상이 중화될 때까지 산성화제를 상기 초기 기재 스톡에 첨가하고,

(ⅲ) 산성화제 및 잔여량의 알칼리금속 M 실리케이트를 반응 혼합물에 동시에 첨가하므로서, 응고비라 칭하는, 실리케이트의 첨가량(SiO₂으로 표현)/초기 기재 스톡에 존재하는 실리케이트의 양(SiO₂으로 표현)의 비율이 4 이상 100 이하이고,

(B) 반응 혼합물을 여과시켜, 고형 함량이 8∼40중량%인 필터 케이크를 회수하기 위한 반응 혼합물의 여과.

초기 기재 스톡 중의 매우 낮은 실리케이트 농도 및 동시 첨가 공정중의 적정한 응고비는 상기 경우에 있어서 중요한 조건이다.

상기 구현예에서, 공정은 하기와 같이 수행된다.

실리케이트를 함유하는 기재 스톡을 우선적으로 형성한다. 상기 초기 염기 농축물에 존재하는 실리케이트의 양은 유리하게는 반응으로 도입된 실리케이트의 총량 중 일부분만을 나타낸다.

상기 구현예의 주요 특징에 따르면, 초기 기재 스톡중 실리케이트의 농도는(리터당 SiO₂가 0g 이상) 리터당 SiO₂가 20g 이하이다.

상기 농도는 11g/l 이하 및 선택적으로 8g/l 이하이다.

상기 농도는 특히 이후 수행되는 여과가 필터 압착기에 의해 수행되는 경우, 8g/l, 특히 10∼15g/l일 수 있다.

초기 기재 스톡은 전해질을 포함할 수 있다. 그럼에도, 바람직하게는, 상기 구현 과정에 있어서 전해질을 사용하지 않는 것이고; 특히 초기 기재 스톡은 바람직하게는 어떠한 전해질도 포함하지 않는다.

그러므로, 상기 이차 공정에서, 상기 초기 기재 스톡에 존재하는 M₂O의 양 중 5% 이상, 바람직하게는 50% 이상이 중화될 때까지 상기 초기 기재 스톡에 산성화제를 첨가한다.

상기 이차 공정에서, 상기 초기 기재 스톡에 존재하는 M₂O의 양중 50∼99%가 중화될 때까지 산성화제를 상기 초기 기재 스톡에 첨가하는 것이 바람직하다.

일단 중화된 M₂O의 양이 목적 수치에 도달하면, 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가(공정(ⅲ))를 이어서 수행하고, 응고비, 즉 실리케이트의 첨가량(SiO₂으로 표현)/초기 기재 스톡에 존재하는 실리케이트의 양(SiO₂으로 표현)의 비율은 4 이상 100 이하가 된다.

대체 형태에 따르면, 상기의 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가가 수행되고, 응고비는 보다 특별하게는 12∼100, 바람직하게는 12∼50, 특히 13∼40가 된다.

또다른 대체 형태에 따르면, 상기의 산성화제 및 일정량의 알칼리금속 M 실리케이트의 동시 첨가가 수행되고, 이 응고비는 4 이상 12 이하이고, 바람직하게는 5∼11.5, 특히 7.5∼11가 된다. 상기 대체 형태는 일반적으로 초기 기재 스톡중 실리케이트의 농도가 8g/l 이상, 특히 10∼15g/l, 예를 들면 11∼15g/l인 경우에, 일반적으로 사용된다.

공정(ⅲ)를 통해서, 산성화제의 첨가량은 M₂O의 첨가량중 80∼99%, 예를 들면 85∼97%가 중화될 수 있는 정도가 바람직하다.

공정(ⅲ)에서, 7＜pH₂＜pH₁＜9와 같이 되도록, 반응 혼합물의 일차 pH 플래토우, pH₁, 및 반응 혼합물의 이차 pH 플래토우, pH₂에서 산성화제 및 실리케이트의 동시 첨가를 수행하는 것이 가능하다.

실제적인 침전 반응은 실리케이트의 잔여량 모두를 첨가했을 때 종료된다.

특히 상기 언급된 동시 첨가 후에, 반응 혼합물의 에이징을 수행하는 것이 유리할 수 있고, 상기 에이징은 예를 들면, 1∼60분간, 특히 5∼30분간 지속하는 것이 가능하다.

마지막으로, 차기 공정에서, 특히 선택적인 에이징 전 침전후에 반응 혼합물에 추가량의 산성화제를 첨가하는 것이 바람직 할 수 있다.

반응 혼합물의 pH 수치가 3∼6.5이고, 바람직하게는 4∼5.5에 도달할 때까지 상기 첨가가 일반적으로 수행된다. 특히, 이는 공정(ⅲ) 중에 첨가되는 M₂O의 총량을 중화시킬 수 있다.

상기 첨가작업중의 산성화제는 일반적으로 단계(ⅲ)에서 사용된 것과 동일하다.

반응 혼합물의 온도는 보통 60 내지 98℃이다.

단계(ⅱ)에서의 산성화제의 첨가는 온도가 60 내지 96℃인 개시 기재 스톡에서 수행하는 것이 바람직하다.

다른 형태로는, 75 내지 96℃의 일정한 온도에서 반응이 수행된다. 또 다른 형태로는 개시 반응온도보다 종결 반응온도가 높은데, 이에 따르면, 반응 개시온도는 70 내지 96℃로 유지되는 것이 바람직하며, 이후 수분에 걸친 반응중에 바람직하게는 80 내지 98℃까지 온도가 증가되어, 반응 종결시까지 그 온도가 유지된다.

실리카 슬러리로 구성된 반응 혼합물은 상기 작업 말기에 수득된다.

다음, 본 2번째 바람직한 구현예의 단계(B)는 상기 실리카 슬러리를 여과하여 고형분 함량이 8 내지 40중량%인 여과 케이크를 회수하는 것으로 구성된다.

여과는 어떠한 적당한 방법(예컨대, 여과 프레스, 벨트 여과기 또는 회전식 여과기를 사용하여)으로도 수행될 수 있지만, 예컨대 개시 기재 스톡의 규산 함량이 8g/l 이상(및 20g/l 이하), 특히 10 내지 15g/l, 더욱 특히 11 내지 15g/l인 경우, 여과 프레스를 사용하여 수행하는 것이 바람직하다.

프레스 여과에 의하여 수득된 케이크는 일반적으로 상당히 높은 고형분 함량을 가진다.

본 명세서의 상기 침전 실리카 S₂내지 S₅는(실질적으로 구형인 구로서 수득하고자 할 경우, 일반적으로 프레스 여과에 의하여, 분말 형태로 수득하고자 할 경우, 진공 회전식 여과에 의하여) 수득된 케이크를, 바람직하게는 다중노즐 분무기(일반적으로 실질적으로 구형인 구의 형태로 수득하고자 할 경우) 또는 다중터어빈 분무기(일반적으로 분말 형태로 수득하고자 할 경우)를 사용하여 분무-건조함으로써 제조될 수 있으며, 건조 전에, 상기 케이크를 기계적으로, 및 임의로는 화학적으로 분해시킬 수도 있다는 것을 유의해야 한다.

건조할 케이크의 고형분 함량이 15중량% 이상인 경우, 다중노즐 분무기를 사용하여 건조를 수행하는 것이 바람직하며, 15중량% 이하인 경우, 다중터어빈 분무기를 사용하는 것이 바람직하다.

침전 실리카 S₂내지 S₅는 건조 생성물을(고형분 함량이 15중량% 이하인 케이크로부터 출발하는 것이 바람직하다) 응집 작업(특히, 직접 압축, 습식형 과립화, 압출 또는 바람직하게는 건조 압축)시킴으로써 과립형태로 수득될 수 있다.

상기 2가지의 바람직한 구현예에 따라 수득되는 수성 현탁액(A)는 특히 콘크리트 또는 모르타르 분무처리시에 일반적으로 가장 우수한 특성을 나타낸다.

필요에 따라, 특히 상기 2가지 바람직한 구현예에서, 여과 케이크를 물로 세척할 수도 있는데, 이것은 침전반응시에 생성된 알칼리 금속 M의 염을 특히 제거하기 위함이다. 예를 들어, 침전에 의하여 규산 나트륨 및 황산이 생성된 경우, 단계(B)의 말기에 Na₂SO₄함량이 1.5중량% 이하인 케이크를 분리할 수 있다.

고형분 함량을 8 내지 40중량%의 원하는 값으로 증가시키기 위하여 임의로 여과 케이크를 농축시키는 것이 가능함에 유의해야 한다. 농축작업은 상기 케이크에 고형 실리카(분말 실리카)를 충분량 첨가하는 것으로 이루어지는데, 특히, 상기 실리카는 농축될 케이크의 일부분을 건조, 특히 분무-건조함으로써 수득될 수 있다. 또한, 분말 실리카는 케이크를 유기 용매로 세척한 후 통상적인 건조를 수행함으로써 수득될 수 있다.

따라서, 수성 현탁액(A)는 침전 실리카의 수성 현탁액(B)를 사용하는 방법에 의하여 제조되는 것이 바람직하며, 상기 현탁액(B)는 실리카 여과 케이크, 바람직하게는 상기 2가지 구현예중 하나에 따라 수득한 여과 케이크를 기계적으로 분해함으로써 수득된 것이다.

화학적 분해는 예컨대 분해기/배합기에 나트륨 알루미네이트 및 산(특히 황산과 같은 무기산)을 바람직하게는 그리고 일반적으로도 동시에 도입하여, 현탁액(B)의 pH를 6 내지 7로 유지하고, Al/SiO₂중량비를 1000 내지 3300ppm으로 유지시킴으로써 기계적 분해와 공동으로 수행될 수 있다. 일단 이러한 첨가 작업을 수행한 후 기계적 분해를 임의로 지속할 수 있다.

분해 단계 후에는, 수득된 현탁액을 습윤 분쇄 또는 초음파 분해를 수행할 수 있다.

습윤 분쇄 및 초음파 분해는 본 명세서에 상기한 것과 같이 수행할 수 있다.

초음파 분해 전에 현탁액을 기계적으로 교반시킬 수도 있다.

수성 현탁액(B), 특히 상기 바람직한 구현예중 하나에 의하여 수득된 여과 케이크로부터 제조되었으며, 상기 습윤 분해 또는 상기 초음파 분해를 거친 침전 실리카의 수성 현탁액(B)는 예컨대, 고형분 함량이 10 내지 40중량%이며, 1분당 50s^-1의 전단력 하에 측정한 점도가 0.04Pa s 이하, 특히 0.02Pa s 이하이고, 상기 현탁액을 7500rev/분에서 3분 동안 원심분리하여 수득한 상층액에 존재하는 실리카의 양은 현탁액에 존재하는 실리카 중량의 50% 이상, 특히 60% 이상, 더욱 특히 70% 이상, 가장 특히 90% 이상(상층액을 160℃에서 물질의 중량에 변화가 없을 때까지 건조하여 측정한 양)이다.

최종적으로, 수성 현탁액(A)의 제조방법에서 사용될 수 있으며, 상기한 특성들을 가지는 침전 실리카의 또다른 수성 현탁액(B)는, 임의로, 상기 본 발명의 바람직한 구현예들중 하나에서 합성된 여과 케이크를 전환시키는 하기의 방법에 따라 수득할 수 있다:

(a) 상기 케이크를 유기용매로 세척하고, 세척된 케이크를 건조하여 분말형태의 실리카를 수득하고, (b) 수득되는 침전 실리카의 수성 현탁액(B)의 고체 함량이 10 내지 40중량%가 되도록 분말형태의 상기 실리카를 물에 현탁시킨다.

유기용매로 세척함으로써, 케이크의 세공에 존재하는 물을 대치할 수 있다. 이러한 목적으로 사용되는 용매로는 극성 용매, 특히 에탄올 및 에테르가 바람직하며, 이것들은 혼합물로서 사용될 수 있다.

구체적으로, 하기와 같이 수행할 수 있다:

- 먼저 에탄올로 세척하고,

- 두번째로 50/50의 에탄올/에테르 혼합물로 세척하고,

- 세번째로 에테르로 세척한다.

이와 같이 세척된 케이크는 예컨대 주변 대기하에서 건조될 수 있다. 분무-건조에서 수득되는 것과 비교할만한 유리수 함량이 수득된다.

이러한 건조 유형은 건조시의 모세관력의 작용에 의한 세공의 붕괴를 방지해줄 수 있다.

이렇게 수득한 실리카(분말형태)는 약간 응집되어 있으며, 분무-건조 기술에 의하여 수득된 것에 비하여 매우 높은 세공(수은 세공측정기로 측정)을 가진다.

현탁액의 고체 함량이 10 내지 40중량%가 되도록 하는 양으로 물에 재현탁하는 경우, 상기 실리카는 일반적으로 분무-건조에 의하여 통상적으로 수득된 실리카를 재현탁함으로써 수득한 것보다 점도가 낮은 침전 실리카의 수성 현탁액을 생성시킨다.

겔 형태의 수성 현탁액(A)가 수득되어 방치될 경우, 생성물의 침강이나 앙금 문제가 발생하지 않으며, 이에 따라 수주 또는 수개월(예컨대 3개월)의 안정성이 보장된다: 형성된 겔은 낮은 전단력하에서 가역적이다: 이것은 저응력하에서 "붕괴"되어 특히 통상적으로 사용되는 분무장체를 사용하여 쉽게 펌핑할 수 있는 낮은 점도의 균질 현탁액으로 전환된다. 따라서, 본 발명에 따른 분무방법에서의 이러한 첨가제의 사용은 어떠한 특수장치도 필요로 하지 않으며, 통상적인 장치의 도움으로 수행될 수 있어서 추가비용을 발생시키지 않는다.

본 발명에 따른 방법, 특히 습식 분무방법의 다른 장점은 하기와 같다.

본 발명에 따른 방법은 어떠한 유형의 표면 또는 지지체에도 적용될 수 있다. 이것은 베를린 장벽과 같은 굴착 담장 분야, 터널 축조분야, 지지담장 및 굴착 안정성 분야에 특히 유용하게 적용된다.

상기 수성 현탁액(A)를 사용함으로써, 일반적으로 천연에서 매우 염기성의 가속화제인 침전 가속화제를 더 이상 사용할 필요가 없어진다. 그럼에도 불구하고, 침전 가속화제(예컨대 액체형태의)를 사용하는 것이 본 발명을 벗어나는 것은 아니며, 이것은 분무 장치전 또는 분무 장치에 예컨대 계측 펌프(일반적으로 수성 현탁액(A)에 사용된 것과는 다르다)를 사용하여 도입될 수 있고; 이러한 가속화제는 일반적으로 매우 소량으로 사용된다.

수성 현탁액(A) 의 매우 약한(특허 이것이 알루미늄 화합물로서 알루미늄 술페이트를 함유할 경우) 자극성으로 인하여, 특히 작업자가 본 발명에 따른 분무방법을 사용할 경우, 위생 및 안전 환경이 개선된다.

본 발명에 따른 방법에서 수성 현탁액(A) 를 사용함으로써, 되튐으로 인한 분무시의 손실을 상당히 감소시킬 수 있게 되었으며(이에 따라, 콘크리트 또는 모르타르의 분무를 수행하는 작업자의 안정성도 향상됨), 분무 콘크리트 또는 모르타르의 매우 두꺼운 층의 제조가 가능해졌으므로; 따라서, 본 발명에 따른 방법의 사용이 생산효율을 높였다고 볼 수 있다.

실제로, 5 % 이하의 되튐을 수득하는 것이 가능해졌으며, 분무된 벽의 두께가 수직벽에서는 30 내지 60cm, 천장에서는 15 내지 20cm에 달할 수 있게 되었다.

상기의 되튐으로 인한 분무손실의 감소 및 분무층 두께의 증가는 분무된 콘크리트 또는 모르타르의 접착성("접착성" 외관)이 향상되었음을 의미한다.

본 발명의 또 다른 주제는 특히 분무층의 두께를 증가시키고 되튐을 감소시키기 위한, 분무할 콘크리트 또는 모르타르에 대한 첨가제로서의 상기 수성 현탁액(A)의 용도이다.

더하여, 본 발명에 따른 방법의 수성 현탁액(A)를 사용함으로써, 침전 가속화제가 부가적으로 사용되지 않더라도 오랜 기간동안 분무된 콘크리트 또는 모르타르의 기계적 특성이 불량해지지 않으며; 28일에 고압축강도를 나타내는 결과를 보였다. 일반적으로, 비가속화 콘크리트의 압축강도의 80%를 수득하며, CEM I 52.5와 같은 콘크리트에 대하여 45MPa(콘크리트 핵에서 측정) 이상의 간을 수득한다.

이와 같이 상기의 특성들과 함께 장-시간 우수한 기계적 특성을 가지게 됨으로써, 터널에서의 지지환 제조를 위한 소위 구조용 분무 콘크리트를 공급하는 것이 가능해졌으며, 그렇게 수득한 구조물은 단편으로 또는 주형 콘크리트에 의하여 제조되는 통상적인 구조물에 대한 바람직하며 저비용으로 대치하는 구조물을 형성하는 것이 가능해졌다.

상기의 장점들은 실리카의 양(무수 실리카 기준)이 시멘트의 중량에 대하여 0.5 내지 5중량%, 특히 0.5 내지 2.5중량%가 되도록 하는 양, 및/또는 사용되는 알루미늄 화합물, 예컨대 알루미늄 술페이트의 양(무수 알루미늄 기준)이 시멘트의 중량에 대하여 0.2 내지 8중량%, 특히 0.2 내지 3중량%가 되도록 하는 양으로 수성 현탁액(A)가 사용될 때 수득된다.

사용되는 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 양(무수 생성물 기준)이 시멘트 중량에 대하여 0.5% 이상, 바람직하게는 1.5 내지 6%, 특히 2 내지 4%(예컨대 2 내지 3%)일 경우, 바람직하게도 분무된 피복이 빠르게 경화되어서, 분무후 수시간 후에는 예컨대 천정 하에서도 완전히 안전하게 작업을 수행할 수 있으며; 높은 개시 압축강도, 예컨대 10℃ 이상의 온도에서 3시간에 2 내지 4MPa 이상의 같이 수득된다(소위 구조물 콘크리트 또는 모르타르, 특히 터널의 지지환의 제조용으로 사용될 때).

사용되는 알루미늄 화합물, 특히 알루미늄 술페이트의 양(무수 생성물 기준)이 시멘트 중량에 대하여 0.5 % 이하, 예컨대 0.2 내지 0.45%일 경우, 분무된 조성물의 의액성(thixotrophic) 및 형성 성질은 분무후 0.5시간(바람직하게는 2시간) 이상 유지된다(부유-마감될 수 있는 콘크리트 및 모르타르의 제조에 적용될 경우).

따라서, 분무 콘크리트 또는 모르타르의 응결의 동력학은 조절될 수 있으며, 특히 사용되는 알루미늄 화합물의 양의 함수로서 조절될 수 있다.

분무 장치를 떠나는 조성물상의 물/시멘트(W/C) 중량비는 일반적으로 0.45 내지 0.60, 바람직하게는 0.47 내지 0.54(과립화의 수화된 물은 W에 포함)이다.

본 발명은 전혀 특정 유형의 시멘트에 제한되지 않으며, 콘크리트 또는 모르타르의 분무공정에 통상적으로 사용되는 모든 유형의 시멘트, 예컨대 포틀랜드(Portland) 유형의 시멘트가 사용될 수 있다.

하기의 실시예로 본 발명을 설명하는 바, 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

[실시예 1]

하기와 같이 침전 실리카 케이크 Cl 을 제조한다.

프로펠러를 사용하는 교반 시스템 및 자켓(jacket)을 사용하는 가열시스템이 장착된 스텐레스강 반응기에 하기를 도입한다:

- 물 346리터

- Na₂SO₄(전해질) 7.5kg

- SiO₂/Na₂O 중량비가 3.50이며, 20℃에서의 상대밀도가 1.133인 수성 규산 나트륨 587리터

기재 스톡에서의 실리케이트 농도(SiO₂기준)는 85g/l이다. 혼합물을 계속 교반하면서 79 ℃로 가열한다. 다음에, 20℃에서의 상대 밀도가 1.050인 희석 황산 386리터를 pH가 8(혼합물의 온도에서 측정)이 될 때까지 혼합물에 도입한다. 반응 혼합물의 온도는 처음 25분간 79℃이며, 그 후 15분에 걸쳐 79℃에서 86℃로 상승시킨 다음 반응이 종결될 때까지 86℃로 유지한다.

일단 pH가 8에 도달하면, SiO₂/Na₂O 중량비가 3.50이며, 20℃에서의 상대밀도가 1.133인 수성 규산 나트륨 82리터 및 상기 유형의 산 131리터를 반응 혼합물에 함께 도입하는데, 이러한 산과 실리케이트의 동시 도입이 수행됨으로써 반응 혼합물의 pH는 8±0.1로 유지된다. 규산이 모두 도입된 후, 9분 동안 희석산을 계속 도입하여 반응 혼합물의 pH를 5.2 로 조정한다. 다음에, 산의 도입을 중지하고, 반응 슬러리를 5분 동안 계속 더 교반한다.

총 반응시간은 118분이다.

침전 실리카를 수득하고 여과 프레스를 사용 여과 및 세척하여 최종적으로 실리카 케이크 Cl이 회수되는데, 이것의 연소손실은 78%(따라서, 고체함량은 22중량%)이며, Na₂SO₄함량은 1중량% 이다.

[실시예 2]

실시예 1 에서 제조한 케이크 Cl(프레스 여과에 의하여 수득되었으며, 고형분 함량은 22중량%이고, Na₂SO₄함량은 1중량% 임) 4kg을 60℃로 미리 가열하여, 셀리에르(Cellier) 분해 배합기에 도입한다.

다음에, 나트륨 알루미네이트 용액(Al₂O₃함량은 22중량%이며, Na₂O 함량은 18중량%(상대밀도: 1.505) 임) 13.1ml 및 80g/1 농도의 황산 용액(상대밀도: 1.505) 7.47ml를 케이크의 해집(deflocculation)시에 동시에 도입하여 pH 값을 6.5로 유지한다.

Al/SiO₂중량비는 약 2600ppm이다.

기계적인 해집을 계속하면서 20분 동안 경과시킨다.

수득된 실리카 현탁액 C2 의 특징은 하기와 같다:

- 점도는 0.06Pa s(분당 50s^-1의 전단력하에 측정);

- 입자크기는 d₁₀=5μm, d₅₀=19μm, d₉₀=60μm.

1 주일간 보관후, 하기와 같이 관찰되었다:

- 보관 용기 하부에, 재분산되기 어렵거나 불가능한 침착물이 형성되며;

- 현탁액의 점도가 0.45Pa s(분당 50s^-1의 전단력하에 측정)로 증가한다.

[실시예 3]

22중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2에서 제조한 현탁액 C2(분해후 채집) 1kg을 라이네리(Rayneri) 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.

분말형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al₂(SO₄)₃·14H₂O 220g을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500rev/분) 3분에 걸쳐 첨가한다.

약 15분 동안 교반을 계속한다.

하기의 특성을 가지는 균질 현탁액 C3가 수득된다:

- pH 3.25

- 고형분 함량(중량%) 28.4

- 실리카 함량(중량%) 18.0

(무수 실리카 기준)

- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 10.4

(무수 알루미늄 슬페이트 기준)

더하여, 2시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔 형태가 된다.

1주일간 보관후, 상기 겔은 분당 500s^-1의 전단력에 의하여 분당 50s^-1의 전단력하에서 측정한 점도(V_r) 가 0.25Pa s인 균질 현탁액으로 전환된다.

그대로 방치하면, 현탁액은 2시간후 다시 겔로 전환된다.

상기 겔을 1개월간 보관한 후, 겔을 부드럽게 교반하면(분당 500s^-1) 1주일간 보관후 겔을 "붕괴"시킨 것과 실질적으로 동일한 특성을 가지는 현탁액으로 전환된다.

[실시예 4]

넷취(Netzch) LME1 분쇄기 내부방에 22중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2에서 수득한 현탁액 C2(분해후 채취) 2리터를 0.083리터/분의 속도로 공급하는데, 알루미나 구(직경: 0.6-1mm) 의 내부방 충진비는 75%이며, 샤프트의 회전속도는 2000rev/분이다.

상기 습윤 마쇄 단계를 종결한 후, 하기의 특성을 가지는 현탁액 C4를 수득한다:

- 점도는 0.016Pa s(분당 50s^-1의 전단력하에 측정)이고;

- 입자크기는 d₁₀=1.13μm, d₅₀=2.1μm, d₉₀=5.4μm이며;

- 고형분 함량은 22중량%이다.

[실시예 5]

22중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 4에서 제조한 현탁액 C4 1kg을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.

분말형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al₂(SO₄)₃·14H₂O 440g을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500rev/분) 3분에 걸쳐 첨가한다.

약 15분 동안 교반을 계속한다.

하기의 특성을 가지는 균질 현탁액 C5가 수득된다:

- pH 3.05

- 고형분 함량(중량%) 32.9

- 실리카 함량(중량%) 15.3

(무수 실리카 기준)

- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 17.6

(무수 알루미늄 술페이트 기준)

더하여, 24시간 경과후, 상기 현탁액은 고형분을 발생시켜 겔 형태가 된다.

상기 겔의 점도 V₁, V₂및 V₃(본 명세서에 기재한 대로 측정)는 각각 7.27Pa s, 0.20Pa s 및 0.075Pa s이다.

1주일간 보관후, 상기 겔은 분당 500s^-1의 전단력에 의하여 분당 50s^-1의 전단력하에서 측정한 점도(V_r)가 0.11Pa s인 균질 현탁액으로 전환된다.

그대로 방치하면, 현탁액은 24시간후 다시 겔로 전환된다.

[실시예 6]

22 중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 4에서 제조한 현탁액 C4 1kg을 라이네리 외날 기계식 교반기가 장착된 용기에 넣는다.

물 100g과 분말형태의 알루미늄 술페이트 수화물 Al₂(SO₄)₃·14H₂O 880g을 기계적으로 교반하면서(날의 회전속도: 500rev/분) 3분에 걸쳐 첨가한다.

약 15분 동안 교반을 계속한다.

하기의 특성을 가지는 균질 현탁액 C6가 수득된다:

- pH 2.6

- 고형분 함량(중량%) 36.7

- 실리카 함량(중량%) 11.1

(무수 실리카 기준)

- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 25.6

(무수 알루미늄 술페이트 기준)

상기 겔의 점도 V₁, V₂및 V₃(본 명세서에 기재한 대로 측정)는 각각 2.5Pa s, 0.12Pa s 및 0.10Pa s이다.

그대로 방치하면, 현탁액은 24시간후 다시 겔로 전환된다.

[실시예 7]

22중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2에서 제조한 현탁액 C2(분해후 채취) 1kg과 물 100g을 110℃에서 결정수에 용해된 알루미늄 술페이트 수화물 Al₂(SO₄)₃14H₂O 880g에 첨가한다.

약 15분 동안 첨가를 계속한다.

하기의 특성을 가지는 균질 현탁액 C7가 수득된다:

- pH 2.6

- 고형분 함량(중량%) 36.7

- 실리카 함량(중량%) 11.1

(무수 실리카 기준)

- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 25.6

(무수 알루미늄 술페이트 기준)

상기 겔의 점도 V₁, V₂및 V₃(본 명세서에 기재한 대로 측정)는 각각 1.8Pa s, 0.23Pa s 및 0.17Pa s이다.

1주일간 보관후, 상기 겔은 분당 500s^-1의 전단력에 의하여 분당 50s^-1의 전단력하에서 측정한 점도(V_r)가 0.17Pa s인 균질 현탁액으로 전환된다.

그대로 방치하면, 현탁액은 24시간후 다시 겔로 전환된다.

[실시예 8]

22중량%의 고형분 함량을 나타내는 실시예 2에서 제조한 현탁액 C2(분해후 채취) 1kg과 물 240g을 110℃에서 결정수에 용해된 알루미늄 술페이트 수화물 Al₂(SO₄)₃·14H₂O 1020g에 첨가한다.

약 15분 동안 첨가를 계속한다.

하기의 특성을 가지는 균질 현탁액 C8가 수득된다:

- pH 2.4

- 고형분 함량(중량%) 35.8

- 실리카 함량(중량%) 9.8

(무수 실리카 기준)

- 알루미늄 술페이트 함량(중량%) 26.0

(무수 알루미늄 술페이트 기준)

상기 겔의 점도 V₁, V₂및 V₃(본 명세서에 기재한 대로 측정)는 각각 1.0Pa s, 0.12Pa s 및 0.09Pa s이다.

1주일간 보관후, 상기 겔은 분당 500s^-1의 전단력에 의하여 분당 50s^-1의 전단력하에서 측정한 점도(V_r)가 0.09Pa s인 균질 현탁액으로 전환된다.

그대로 방치하면, 현탁액은 24시간후 다시 겔로 전환된다.

[실시예 9]

콘크리트 제작소에서 하기의 방법에 따라 하기의 성분들을 혼합함으로써 소화 콘크리트를 제조하였다:

- 0/4mm 모래 1015kg/m³, 4/8mm 자갈 175kg/m³및 8/16mm 과립 785kg/m³을 혼합기에 도입하고,

- 고-강도 포틀랜드 시멘트(유럽 표준 CEM I 52.5에 해당) 425kg/m³을 첨가하고,

- 수득된 건조 혼함물을 120초 동안(배합하여) 균질화하고,

- 다량의 물을 첨가하여 수득된 혼합물의 W/C비를 0.43 내지 0.50으로 조정하고,

- 습윤화제(Sikatard 902라는 이름으로 Sika에서 판매) 4.25kg/m³을 첨가하고,

- 수득된 습윤 혼합물을 120초 동안(배합하여) 균질화한다.

소화 콘크리트 혼합물을 혼합기 트럭을 사용하여 콘크리트 혼합공장에서 현장으로 운반한다.

다음에, 상기 장소에서 쉬윙(Schwing) 분무기에 도입하는데; 플런저 펌프가 파이프를 통하여 혼합물을 분무 노즐로 운반하게 된다. 상기 분무 노즐에 압축공기(분사용 공기)를 공급한다.

수성 현탁액 C3, C5, C6, C7 또는 C8을 분무 노즐에서 소화 혼합물에 도입한다.

수성 현탁액의 유속을 소화 혼합물의 유속에 따라 조정하여(무수) 실리카/시멘트(Rl) 및(무수) 알루미늄 술페이트/시멘트(R2) 중량비가 하기 표의 값이 되도록 한다. 3시간(CS(3시간)) 및 28일(CS(28일))에 수득된 기계적 강도의 값도 하기 표에 나타낸다.

위와 같이 28일에 높은 압축강도가 수득된다.

더하여, 현탁액 C3, C5, C6, C7 또는 C8의 경우, 높은 개시 압축강도(3시간에 2MPa 이상)가 수득되며; 현탁액 C3의 경우, 분무 콘크리트가 이내 부유-마감될 수 있게 된다.

최종적으로, 분무 수행시에는 하기의 특성들이 관찰된다.

- 5% 이하의 되튐으로 인한, 콘크리트의 벽에 대한 고접착성

- 분무층 두께는 수직벽에서 40cm, 천장에서 15cm.

Claims

분무 장치 바로 앞 또는 분무 장치에서 실리카와 알루미늄 술페이트, 염기성 알루미늄 술페이트, 알룸 및 그의 혼합물로부터 선택한 알루미늄 화합물의 수성 현탁액(A)를 첨가하고, 이 수성 현탁액(A)는 pH가 4미만이며 고체 함량이 10 내지 50중량%이며, 48시간 휴지 후, 겔의 형태이며, 이 겔은 저전단력하에서 가역적임을 특징으로 하는, 표면상에 콘크리트 또는 모르타르의 층을 형성시키기 위한 콘크리트 또는 모르타르의 분무 방법.
제1항에 있어서, 상기 방법을 건식 루트를 통해 실행함을 특징으로 하는 방법.
제2항에 있어서, 건조 콘크리트 또는 모르타르 믹스를 생성시키며, 상기 믹스를 운반하여 분무 장치에 도입하며, 소화수(slaking water) 및 상기 수성 현탁액(A)를 분무 장치 바로 앞 또는 분무 장치에서 믹스에 첨가하며 생성 믹스를 분무 장치로부터 표면상으로 분무함을 특징으로 하는 방법.
제3항에 있어서, 믹스를 시멘트 및 과립으로부터 건조 생성시킴을 특징으로 하는 방법.
제2항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 첨가 전에 수성 현탁액(A) 및 소화수를 혼합함을 특징으로 하는 방법.
제2항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 소화수가 상기 수성 현탁액(A) 로 구성됨을 특징으로 하는 방법.
제1항에 있어서, 분무 방법을 습식 루트로 실행함을 특징으로 하는 방법.
제7항에 있어서, 소화 콘크리트 또는 모르타르 믹스를 생성시키고, 이 믹스를 운반하여 분무 장치내로 도입하며, 수성 현탁액(A)를 분무 장치 바로 앞 또는 분무 장치에서 소화 믹스에 첨가하고, 생성 혼합물을 분무 장치로부터 표면상에 분무함을 특징으로 하는 방법.
제8항에 있어서, 상기 소화 믹스를 시멘트, 과립 및 물로부터 생성시킴을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 응결 촉진제를 부가적으로 사용하지 않음을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 드라이 믹스 또는 소화 믹스가 습윤제를 함유함을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 수성 현탁액(A) 의 pH가 3.5 미만임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액(A)의 실리카 함량(무수 실리카로 나타냄)이 1 내지 49중량% 임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 수성 현탁액(A)의 알루미늄 화합물 함량(무수 알루미늄 화합물로 나타냄)이 1 내지 49 중량% 임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 알루미늄 화합물이 알루미늄 술페이트임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카를 실리카스모크, 침전 실리카 및 그의 혼합물로부터 선택함을 특징으로 하는 방법.
제16항에 있어서, 수성 현탁액(A)가 실리카로서 하나 이상의 침전 실리카를 함유함을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 24시간 휴지 후, 수성 현탁액(A)가 겔 형태이며, 이 겔은 저전단력하에서 가역적임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 2시간 휴지 후, 수성 현탁액(A)가 겔 형태이며, 이 겔은 저전단력하에서 가역적임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 24시간 휴지 후, 수성 현탁액(A)가 겔 형태이며, 이 겔은 1분간 1초^-1의 전단력하에 측정한 점도(V₁)가 0.6Pa·s 초과임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 1분간 500초^-1의 전단력이 겔을 1분간 50초^-1의 전단력하에 측정한 점도(V_r)가 0.35Pa·s 이하인 현탁액으로 전환시키도록 하는 겔임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카가 미세분쇄된 것임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 고체 형태의 실리카와 알루미늄 화합물 수용액을 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 방법에 의하여 수성 현탁액(A)를 제조함을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카의 수성 현탁액(B)과 분말 형태의 알루미늄 화합물을 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 방법에 의하여 수성 현탁액(A)를 제조함을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 실리카의 수성 현탁액(B)과 15 내지 130℃인 상기 알루미늄 화합물 용액을 교반하여 혼합하는 것을 포함하는 방법에 의하여 수성 현탁액(A)를 제조함을 특징으로 하는 방법.
제25항에 있어서, 침전 실리카의 수성 현탁액(B)과 95 내지 130℃인 알루미늄 술페이트 용액을 기계적 교반하에 혼합하는 것을 포함하는 방법에 의하여 수성 현탁액(A)을 제조함을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서, 상기 수성 실리카 현탁액(B)를 교반하에, 고체 형태의 실리카를 물 중에 현탁시켜 수득함을 특징으로 하는 방법.
제27항에 있어서, 수득한 현탁액을 물 중의 현탁 단계 이후 기계적으로 분해함을 특징으로 하는 방법.
제28항에 있어서, 소디움 알루미네이트를 도입하여 현탁액(B)의 pH를 6 내지 7로 유지하고 Al/SiO₂의 중량비가 1000 내지 3300ppm이 되도록 함으로써 기계적 분해와 함께 화학적 분해를 동시에 실행함을 특징으로 하는 방법.
제27 내지 29항 중 어느 한 항에 있어서, 물 중의 현탁 단계 또는 분해 단계 이후, 수득한 현탁액의 초음파를 사용한 습식 분쇄 또는 분해를 실행함을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서, 수성 실리카 현탁액(B)이 실리카 침전 반응으로부터 유래한 필터 케이크의 기계적 분해에 의해 수득한 침전 실리카의 수성 현탁액(B) 임을 특징으로 하는 방법.
제31항에 있어서, (A) 알칼리 금속 M 실리케이트와 산성화제의 작용에 의한 실리카 침전 반응: (ⅰ) 초기의 기재 스톡(base stock)온 반응으로 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 총량중 적어도 일부 및 전해질을 포함하여 생성되며, 초기 기재 스톡 중의 실리케이트의 농도(SiO₂로 나타냄)가 100g/l 미만이며 초기 기재 스톡 중의 전해질 농도가 17g/l 미만이며, (ⅱ) 반응 혼합물의 pH가 7이 될 때까지 산성화제를 기재 스톡에 첨가하고, (ⅲ) 산성화제를 반응 혼합물에 첨가하고, (B) 고체 함량이 8 내지 40중량%인 필터 케이크를 회수하는 반응혼합물의 여과를 포함하는 방법에 의해 필터 케이크를 수득함을 특징으로 하는 방법.
제31항에 있어서, (A) 알칼리 금속 M 실리케이트와 산성화제의 작용에 의한 실리카 침전 반응: (ⅰ) 초기의 기재 스톡이 반응으로 도입된 알칼리 금속 M 실리케이트의 총량의 일부를 포함하여 생성되며, 초기 기재 스톡 중의 실리케이트의 농도(SiO₂로 나타냄)가 20g/l 미만이며, (ⅱ) 초기 기재 스톡 중에 존재하는 M₂O의 양의 5% 이상이 중성화될 때까지 산성화제를 상기 초기 기재 스톡에 첨가하며, (ⅲ) 실리케이트의 양(SiO₂로 나타냄)/초기 기재 스톡 중에 존재하는 실리케이트의 양(SiO₂로 나타냄)의 비가 4초과 100이하가 되도록 산성화제 및 알칼리 금속 M 실리케이트의 잔량을 반응 혼합물에 동시에 첨가하고, (B) 반응 혼합물을 여과하여 고체 함량이 8 내지 40중량%인 필터 케이크를 회수하는 것을 포함하는 방법에 의해 필터 케이크를 수득함을 특징으로 하는 방법.
제32항 또는 33항에 있어서, 여과를 필터 압착기를 통해 실행함을 특징으로 하는 방법.
제31항 내지 33항 중 어느 한 항에 있어서, 소디움 알루미네이트를 도입하여 현탁액(B)의 pH를 6 내지 7로 유지하고 Al/SiO₂의 중량비가 1000 내지 3300ppm이 되도록 함으로써 기계적 분해와 함께 화학적 분해를 동시에 실행함을 특징으로 하는 방법.
제31항 내지 33항 중 어느 한 항에 있어서, 분해 단계 이후, 수득한 현탁액의 초음파로 습식 분쇄 또는 분해를 실행함을 특징으로 하는 방법.
제36항에 있어서, 초음파로 습식 분쇄 또는 분해를 행한 후, 침전 실리카의 수성 현탁액(B)가 그의 고체 함량이 10 내지 40중량%이며, 1분간 50초^-1의 전단력하에 측정한 그의 점도가 4 ×10^-2Pa·s 미만이며 상기 현탁액을 30분간 7500회전/분으로 원심분리한 후 수득한 상등액 중에 존재하는 실리카의 양이 현탁액 중에 존재하는 실리카의 50중량% 초과임을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용한 실리카(무수 실리카로 나타냄)의 중량이 시멘트의 중량에 대해 0.5 내지 5%가 되도록 하는 양으로 수성 현탁액(A)를 사용함을 특징으로 하는 방법.
제1항 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서, 사용한 알루미늄 화합물(무수 알루미늄 화합물로 나타냄)의 중량이 시멘트의 중량에 대해 0.2 내지 8%가 되도록 하는 양으로 수성 현탁액(A)를 사용함을 특징으로 하는 방법.
분무 층의 두께를 증가시키며 되튐을 감소시키기 위해 분무될 콘크리트 또는 모르타르의 첨가제로서 사용되는 제1항 및 제12항 내지 22항 중 어느 한 항에서 정의된 수성 현탁액(A).
제13항에 있어서, 수성 현탁액(A)의 실리카 함량(무수 실리카로 나타냄)이 3 내지 35중량% 임을 특징으로 하는 방법.
제14항에 있어서, 수성 현탁액(A)의 알루미늄 화합물 함량(무수 알루미늄 화합물로 나타냄)이 3 내지 40중량% 임을 특징으로 하는 방법.
제20항에 있어서, 겔이 1분간 1초^-1의 전단력하에 측정한 점도(V₁)가 1.5Pa·s 초과임을 특징으로 하는 방법.
제21항에 있어서, 1분간 500초^-1의 전단력이 겔을 1분간 50초^-1의 전단력하에 측정한 점도(V_r)가 0.30Pa·s 이하인 현탁액으로 전환시키도록 하는 겔임을 특징으로 하는 방법.
제24항에 있어서, 실리카의 수성 현탁액(B)와 분말형태의 알루미늄 화합물의 혼합시에 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제25항에 있어서, 실리카의 수성 현탁액(B)과 15 내지 130℃에 있는 상기 알루미늄 화합물의 용액의 혼합시 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.
제26항에 있어서, 침전 실리카의 수성 현탁액(B)과 95 내지 130℃인 알루미늄 술페이트 용액의 혼합시 물을 첨가하는 것을 특징으로 하는 방법.