PL170902B1 - Srodek do wytwarzania zaprawy piankowej i sposób wytwarzania zaprawy piankowej PL - Google Patents

Abstract

1. Srodek do wytwarzania zaprawy piankowej zawierajacy siarczan wapnia jako srodek wiazacy i weglan jako srodek spieniajacy, znamienny tym, ze zawiera takze prehydrofobizowany rozpuszczalny w wodzie heksafluorokrzemian. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest kompozycja do wytwarzania zaprawy piankowej zawierającej siarczan wapnia i węglan. Jest nim także sposób wytwarzania zaprawy piankowej, przydatnej szczególnie w górnictwie i drążeniu tuneli.

Wynalazek ma na celu rozwiązanie problemu wytworzenia materiału budulcowego przydatnego w poniższych zastosowaniach:

a) przy drążeniu poziomych tuneli podziemnych tworzą się miejscami duże jamy wskutek przesuwania się skał powyżej odeskowania. Także “wieże” mogą mieć wysokość do 40 m. Uskoki tworzą miejsce dla dalszego przesuwania się skał,

b) wyeksploatowany przodek zawiera substancje palne, jak odeskowanie, pył węglowy i pozostawione substancje organiczne. Chodniki te należy zamykać gazoszczelnie. Tamy przewidziane w tym przypadku mają szerokość 2 - 3 m i zwykle tworzy się je tuż poniżej pułapu złoża stosując osiadający hydraulicznie materiał. Pozostałe jamy należy zaniknąć w gazoszczelny sposób,

170 902

c) wydobycie węgla zachodzi obecnie na. głębokości ach 1400 - 1500 m. Skała nad strop em chodnika wywiero Puże ciśnienie no cOoPrik. Z tego powopu stemple wykonuje się z elostyo,7rvo,0 stalowych szyn Tamy znsiPuiace się nnwvzei wypełnia się zwykle sztywnym betonem

------------ j-----tj i_ -----j----J----j -_Ł------ J--j T j --------—~T, - J — —---J

Materiały buPowlane Po użytku poPziemnego są zwykle Pość Procie. Transport w głąb kopalni wymaca znacznych nakaPów energii i czasu, a ponaPto instalacje szybowe poPPawane są znacznym obciążeniom. Z tego powoPu stosuje się obecnie zamiast nich spienione materiały buPowlane o gęstości poniżej -,0 g/cm³.

Aby spełnić te wymagania, Po zaprawy cementowego lub zapraw gipsowych wprowaPza się pęcherzyki powietrza stosując skomplikowane urząPzema. UrząPzenia te należy z reguły stosować na powierzchni ziemi, a spienioną substancję Postarcza się poP ziemię rurociągiem. W czasie transportu większość mechanicznie wytworzonych porów ulega zniszczeniu.

Mozliwejest także wytwarzanie piany z zastosowaniem mechanicznie wytworzonej substancji białkowej. W tym przypaPku pory powietrzne lub pory białka stabilizuje się chemicznie.

Pomimo całych zabiegów c0emiozno-teo0nolokioznvoO tylko około 80% substancji piankowej wytwarzanej na powierzchni ziemi Pociera Po miejsca przeznaczenia. Z tego powoPu substancję piankową wytwarza się obecnie na miejscu w choPniku lub na przoPku, ale wiąże się Po z Palszymi problemami. Na przykłaP sprzęt Po stosowania poP ziemią musi mieć prostą konstrukcję i być oPporny na manipulacje. PonaPto Postarczanie cieczy poP ziemię jest związane z wysokimi kosztami i zezwoleniem właPz górniczych. Z tego powoPu można tak postępować tylko z niewieloma proPuktami. W zastosowaniach opisanych w punkcie b) korzysta się obecnie głównie z materiału buPowlsneko o nazwie hanPlowej “Isoschaum”.

W zastosowaniu c) poszukuje się obecnie substancji mogącej początkowo pochłaniać ciśnienie Pzięki Peformacji, ale po pewnym oPkształceniu Pzięki wzrostowi oPporności na ściskanie.

Z różnych powoPów wiele substancji chemicznych nie może być stosowanych w kopalniach. Obejmują one np:

- kwasy, ponieważ w zetknięciu z metalami wytwarzają woPór (ryzyko wybuchu!) oraz metalowe części wzmacniające, sprzęt, linie przesyłowe i oPpływowe ulegają korozji;

- substancje, które po reakcji chemicznej mogą wyzwalać palne, poPtrzymujące palenie lub toksyczne gazy;

- wszystkie substancje ciekłe w Pużych ilościach, poza woPą i zapewne szkłem woPnym stosowanym jako przyspieszacz w pneumatycznie nanoszonym cemencie.

Dozwolone substancje to:

- substancje pochłaniające Pwutlerea węgla w zakresie stosowania kwasu, pienienie zao0oPzi w zetknięciu z mineralnymi, 0yProulicznymi substancjami wiążącymi, ale trwałość piany i jej wytrzymałość są niePostateozre;

- połączenia zwilżających kwasowych śroPków powierzchniowo O'>v'rnyc0 (np). kwasu Piolkilonoftolerosulforowego, kwasu olkiloCerzerosullbrowego. kwasu tłuszczowego sulfonowego) ze śroPkami usuwającymi CO2 (np. CaCO3) prowaPzą Po opóźnionego pienienia się w ukaPach mineralnych, hyProulioznych śroPków wiążących;

- nietrwałe pienienie Oydrouliozne śroPków wiążących wskutek usuwania CO2 z mokrego woPorowęklsnu amonu na gorąco.

Wspomniane wyżej piany oparte na białkach mają kilka wymienionych niżej waP:

Substancję organiczną należy rozProbnić w oPpowiePnim urząPzemu i zmieszać ze śroPkiem wiążącym. Wskutek nietrwałości piany znaczna część porów ulega zniszczeniu. Część pustej przestrzeni traci się w czasie transportu Po miejsca umieszczania. Pozostałe pęcherzyki piany muszą zachować swój kształt aż Po utrwalenia się kształtu śroPka wiążącego. Współczynnik spieniania jest stosunkowo niski. Dalszą niekorzystną cechą jest wzglęPnie Puża zawartość substancji organicznej w szkielecie śroPka wiążącego. Cementy jako śroPki wiążące są niezwykle wrażliwe z punktu widzenio utrwalania i twsrdnieria, przeCieku twsrdrieris, narastania wytrzymałości i końcowej wytrzymałości. Z tego powoPu inPywiPualne skłaPniki należy Popasować wzajemnie z Pużą dokładnośoią. Osiąga się to zwykle Pzięki skomplikowanej i kosztownej aparaturze.

170 902

Obecne zastosowania “Isoschaum” są możliwe tylko dzięki zezwoleniu wydanemu dość dawno, ponieważ w czasie zestalania powstają gazy zawierające formaldehyd, a w razie pożaru wydzielają się toksyczne gazy. Z substancji używanej bardzo szeroko stał się on substancią stosowaną dziesięciokrotnie rzadziej,

W niemieckim opisie patentowym DE-C2-3033376 opisano sposób podsadzania jam substancją płynną, w szczególności w górnictwie, polegający na tym, że stosuje się mieszaninę złożoną z cementu portlandzkiego, cementu glinkowego, glinianu wapniowego, siarczanu wapniowego, opóźniacza wiązania i przyspieszacza wiązania. Po dodaniu wody mieszanina ta tworzy płynną masę wypełniającą jamy, ale nie ulega spienianiu.

Niemiecki opis patentowy DE-A1-4009967 opisuje proces tworzenia porów w zaprawie lub wytwarzania gazobetonu w miejscu stosowania, według którego wytwarza się proszek substancji wydzielającej gaz w reakcji z innym składnikiem zaprawy, taki jak np. węglik glinu, krzemu lub wapnia. Aby zapobiec natychmiastowemu wydzielaniu się gazu po zmieszaniu zaprawy, substancja tworząca gaz jest zaopatrzona w warstwę dezaktywującą, np. warstwę oleju, tłuszczu, żywicy lub wosku. Ze względu na konieczność stosowania nadtlenku wodoru lub kwasu fluorowodorowego sposób ten nie nadaje się raczej do zastosowań pod ziemią z powodów podanych wyżej.

W niemieckim opisie patentowym DE-C1-3909083 zastrzeżono sposób wytwarzania gipsowego materiału budowlanego o porowatej strukturze, w którym gips poddaje się spienianiu w reakcji prepolimeru, 4,4-diizocyjanianu difenylometanu, z wodą. Z podanych powyżej powodów mieszanina ta nie nadaje się raczej do zastosowań pod ziemią.

Brytyjski opis patentowy GB-A-2007636 opisuje materiał budowlany do wytwarzania stałej piany krzemianowej, złożony z krzemianu metalu alkalicznego, heksafluorokrzemianu cynku, heksafluorokrzemianu magnezu i organicznej, opartej na środkach powierzchniowo czynnych, substancji pieniącej. W tym przypadku “wstępną pianę” tworzy się wdmuchując powietrze do mieszaniny heksafluorokrzemianów rozpuszczonych w wodzie, do których dodano środek powierzchniowo czynny. Bezpośrednio w miejscu stosowania dodaje się wodną zawiesinę krzemianu w celu wytworzenia piany krzemianowej o czasie żelowania rzędu kilku minut. Proces ten obejmuje wyłącznie mieszaniny do wytwarzania pian krzemianowych, które ponadto charakteryzują się krótkim czasem powstawania, a więc składniki muszą być transportowane do miejsca stosowania oddzielnie. Wymaga to kosztownego przetwarzania w miejscu stosowania.

Japońskie opublikowane zgłoszenie patentowe nr 50-6631 opisuje porowatą substancję gipsową o strukturze komórkowej otrzymywaną przez mieszanie palonego gipsu, węglanu wapnia lub magnezu, heksafluorokrzemianu wapnia i stearynianu wapnia lub magnezu w charakterze stabilizatora piany oraz środka wybłyszczającego z wodą przez kilka minut. Dzięki natychmiastowemu spienianiu się mieszaniny po dodaniu wody nie jest w tym przypadku możliwy transport rurociągiem na większe odległości.

Celem niniejszego wynalazku jest wytworzenie mieszanki materiału budowlanego na zaprawy pianowe z uniknięciem opisanych wyżej wad, a dającej w porównaniu z dotychczasowymi następujące korzyści:

- Środek wiążący musi być tani, łatwo dostępny i możliwy do wytwarzania w dostatecznie dużych ilościach.

- Mieszanina powinna w miarę możliwości być przetwarzana jako układ jednoskładnikowy.

- Woda jest jedynym możliwym współreagentem.

- Środek wiążący musi mieszać się z kompozycjami wypełniającymi występującymi w górnictwie.

- Spienienie musi być skutkiem reakcji chemicznej, a nie rozdrobnienia mechanicznego.

- Produkty reakcji muszą być nietoksyczne, niepalne, niekorozyjne i obojętne chemicznie.

- Wymieszany materiał musi nadawać się do pompowania na dalsze odległości przy użyciu standardowych urządzeń.

- Po opuszczeniu głowicy rozpryskującej mieszanina musi się spieniać tak szybko, jak to tylko możliwe.

170 902

- Nakładanie piany na daną powierzchnię nie może odbywać się za pośrednictwem mechanicznego nacisku.

- Utwardzona masa piany musi być odporna na nacisk i/lub powinna stopniowo absorbować skutki nacisku.

- Wydajność piany musi przekraczać 10 m³ na 1000 kg suchej mieszaniny materiału.

- Czas utwardzania musi być krótszy niż 10 minut.

- Zapewniona musi być trwałość piany w czasie spieniania i utwardzania.

Cele te można osiągnąć przy zastosowaniu środka według zastrzeżenia 1. Zalecane sposoby realizacji wynalazku są przedmiotem zastrzeżeń podrzędnych.

Dokładniej, przedmiotem wynalazku jest środek do wytwarzania zapraw pianowych złożonych z siarczanu wapnia jako środka wiążącego i węglanu jako środka spieniającego. Środek ten zawiera ponadto rozpuszczalny w wodzie prehydrofobizowany heksafluorokrzemian, tj. sólkwasuheksafluorokrzemowego. Ważnejest, ze heksafluorokrzemian traktuje się środkiem hydrofobowym przed zmieszaniem z innymi składnikami kompozycji. Przedmiotem wynalazku jest sucha, nadająca się do przechowywania kompozycja, a także kompozycja zmieszana z wodą. Ta ostatnia zaczyna pienić się w pewien czas po dodaniu wody.

Zasada niniejszego wynalazku leży w zastosowaniu, jako środka spieniającego, rozpuszczalnego w wodzie heksafluorokrzemianu (maskowanego kwasu) który, przed zmieszaniem z innymi składnikami kompozycji według niniejszego wynalazku, uczyniono hydrofobowym działaniem środka odpychającego wodę.

Według wynalazku stosuje się rozpuszczalne w wodzie heksafluorokrzemiany, a najlepiej heksafluorokrzemian magnezu, cynku i/lub amonu, ponieważ po degradacji warstwy hydrofobowej rozpuszczają się natychmiast w wodzie i/lub ulegają gwałtownie hydrolizie alkalicznej w obecnym zasadowym środowisku. Mogą więc natychmiast rozwinąć działanie spieniające po utracie powłoki hydrofobowej - w odróżnieniu od heksafluorokrzemianu słabo rozpuszczalnego w wodzie (np. heksafluorokrzemianu wapnia). Szczególnie zalecany jest heksafluorokrzemian magnezu.

Stosowanymi środkami hydrofobowymi są najlepiej oleje silikonowe (poli(alkilo- lub arylo-siloksany)) i/lub sole metali wyższych kwasów alkanowych, najlepiej mających 8 do 20 atomów węgla. Szczególnie zalecane są heksadekaniany (stearyniany) wapnia, magnezu i/lub glinu.

Z jednej strony charakter hydrofobowy przedłuża przechowalność suchej kompozycji według niniejszego wynalazku, ponieważ zapobiega wczesnemu spienianiu nawet w obecności wilgoci atmosferycznej. Z drugiej strony pozwala po dodaniu wody na przepompowanie na dość dużą odległość, w odróżnieniu od heksafluorokrzemianu nie poddanego inhibicji.

Zarówno trwałość przy przechowywaniu, jak i odległość, najaką można pompować można zmieniać w szerokich granicach zmieniając ilość środka hydrofobowego, czyli grubość warstwy na ziarnach heksafluorokrzemianu.

Dezaktywacja środka hydrofobowego po dodaniu wody zachodzi wskutek hydrolizy alkalicznej, której szybkość można kontrolować w pewnym zakresie odczynem pH kompozycji mieszanej z wodą czyli zawartością węglanu i innych zasadowych składników?.

Po degradacji warstwy hydrofobowej heksafluorokrzemian ulega także hydrolizie alkalicznej. Uwolniony w hydrolizie kwas fluorowodorowy reaguje z węglanem z wydzieleniem gazu (CO₂) spieniającego zaprawę. Powstałą strukturę piany utrwala powstanie słabo rozpuszczalnego fluorku wapnia.

W porównaniu z dotychczasowym stanem techniki, opisanym w niemieckim opisie patentowym DE-A1 -4009967, to nie czynnik wydzielający gaz jest pokrywany środkiem hydrofobowym. W odróżnieniu od dotychczasowych środków hydrofobowaniu poddaje się inicjator tworzenia dwutlenku węgla, tj. heksafluorokrzemian.

W porównaniu ze środkiem z japońskiego zgłoszenia patentowego nr 50-6631 środek według niniejszego wynalazku różni się od dotychczasowych tym, ze heksafluorokrzemian i sól

170 902 kwasu tłuszczowego nie są oddzielnymi składnikami kompozycji. Przeciwnie, heksafluorokrzemian jest pokrywany środkiem hydrofobowym.

Zalecanymi związkami węglanowymi powinny być węglany wapnia, takie jak kalcyt, piaskowiec wapienny, wapień i tym podobne oraz węglany magnezu takie jak dolomit, magnezyt i tym podobne. Szczególnie przydatne okazało się ziarno 0-8 mm.

Składnik węglanowy dodaje się w ilościach wystarczających co najmniej do całkowitego zobojętnienia kwasu fluorowodorowego uwolnionego w hydrolizie heksafluorokrzemianu. Najlepiej jednak dodawać węglan w nadmiarze molowym względem heksafluorokrzemianu..

Poza składnikiem węglanowym spieniana substancja może zawierać izocyjanian alifatyczny lub aromatyczny, który pod działaniem kwasu także wydziela dwutlenek węgla w spontanicznej dekompozycji pośredniego kwasu karbamowego. W tym celu najlepiej stosować prepolimer 4,4’-diizocyjanian difenylometanu.

Połączenie diizocyjanianu z węglanem pozwala na pewną elastyczność piany, która bez izocyjanianu jest stosunkowo sztywna. Po dodaniu większej ilości diizocyjanianu można uzyskać produkt dający się kroić nożem.

Jako środek wiążący i składnik główny w sensie ilości stosuje się siarczan wapnia, przy czym dostępne w handlu rodzaje są w zasadzie odpowiednie; może to być hemihydrat α- i β-siarczanu wapnia, przetwarzany gips z instalacji odsiarczania gazów odlotowych, gips naturalny, anhydryt, dihydrat lub lenzin, w każdym przypadku pojedynczy związek lub ich mieszanina, przy czym zalecane sąhemihydraty.

Siarczan wapnia stosuje się ze względu na jego korzystną cenę i ze względu na to, że zmieszany z wodą utwardza się względnie szybko. Ponadto wytrzymałość na ściskanie po utwardzeniu (według DIN 1164 lub DIN EN 196) można uważać za dostatecznie wysoką, szczególnie do zastosowań w charakterze podsadzki. Ponadto siarczan wapnia ma względnie duży współczynnik wypełniania w porównaniu z handlowo dostępnymi wypełniaczami.

Kompozycje według wynalazku mogą także zawierać środki wiążące hydrauliczne lub opóźnione hydrauliczne, przy czym w zasadzie dopuszczalne są wszystkie typy. Przykładami odpowiednich hydraulicznych środków wiążących są cementy według DIN 1164 lub DIN EN 196, cementy specjalne (np. Fondu Lafarge, Heidelberger Schnellzement [szybkowiążący cement heidelberski] itp.), środki wiążące zaprawy (ewentualnie hydrofobowane) według DEN 1060/4207 lub granulowana hydrauliczna szlaka wielkopiecowa. Przykładami opóźnionych hydraulicznych środków wiążących, które można zastosować, są: popiołowe wypełniacze z elektrycznych odpylaczy, tras ziemny, ziemie molerskie, mikrokrzemionka lub ziemie okrzemkowe.

Kompozycje według wynalazku mogą także zawierać nieorganiczne lub organiczne wypełniacze, przy czym przydatne są w zasadzie wszystkie ich rodzaje. Spośród wypełniaczy nieorganicznych zalecane są następujące: zmielony kamień i krzemionka, stalowe opiłki, włókna druciane, rozszerzalna glinka, perlity, superlity, wermikulity, granulowany pumeks, puste kulki szklane (fility), wypełniacz muskowitowy (sepiożel, panżel), baryt (siarczan baru) lub popiół ze spalania. Zalecanymi organicznymi wypełniaczami są włókna celulozy, bawełny, polietylen, polipropylen i węgiel, puste mikrokulki oparte na polietylenie, polipropylenie, polistyrenie oraz mączka drzewna i korowa.

Kompozycja może ponadto zawierać znane środki opóźniające reakcję, najlepiej kwasy alkanowe zawierające od 4 do 10 atomów węgla i/lub kwasy hydroksykarboksylowe zawierające od 4 do 10 atomów węgla i od 1 do 6 grup hydroksylowych, albo ich sole metali, najlepiej metali alkalicznych lub amonu. Szczególnie zalecane sąsole sodowe lub potasowe kwasu cytrynowego, winowego lub jabłkowego.

Ponadto kompozycja może zawierać znane środki przyspieszające zestalanie, np. halogenki, siarczany, azotany, azotyny, borany lub wodorotlenki, najlepiej metali alkalicznych.

Ponadto kompozycja może zawierać znany organiczny stabilizator piany, najlepiej oparty na eterze lub estrze celulozowych.

Ponadto do kompozycji można dołączyć znany nieorganiczny lub organiczny zagęszczacz. Spośród środków nieorganicznych można zalecać hektoryt i wolastonit, a spośród organicznych

170 902 pochodne metylocelulozy, żywicy guar, skrobi, poliakryloamidy i produkty kondensacji formaldehydu z melaminą (np. Melment F-10).

Ponadto do kompozycji można dodać proszki dyspergujące lub dyspersje, w szczególności oparte na kopolimerze chlorku winylu z octanem winylu lub (met)akryłanem (przykładami są Vinnapas, Moliwith, Elotex i Acronals).

Kompozycja może także zawierać siarczan baru, pozwalający na sporządzanie materiałów chroniących przed promieniowaniem.

Podane niżej składniki kompozycji według niniejszego wynalazku można zmieniać w szerokim zakresie w zależności od zastosowania. Jednak zalecane są następujące zakresy w % wagowych suchej masy· % wagowy 40-90 1 -10 0,1-5 2-30 0-20 0-20 0-30 0-5 0-5 0-3 0-3 0-10 0-20

70-90

1-5 0,1 - 0,5 5-25 1 - 10 0,5-1 0,5-1

Składnik środek wiążący - siarczan wapnia heksafluorokrzemian środek hydrofobowy środek pieniący węglan, diizocyjanian środek wiążący hydrauliczny opóźniony środek wiążący hydrauliczny wypełniacz opóźniacz reakcji przyspieszacz tężenia stabilizator piany zagęszczacz proszek dyspersji lub dyspersja

Kompozycja zalecana, w szczególności na podsadzki· % wagowy Składnik siarczan wapnia heksailuorokrzemian stearynian węglan wapnia i/lub magnezu opóźniony hydrauliczny środek wiążący stabilizator piany zagęszczacz

Stosunek wagowy ilości siarczanu wapnia, środka wiążącego do ilości składników pieniących (heksailuorokrzemian i materiał pieniący) wynosi najlepiej 4:1 do 100:1 w zależności od żądanego spienienia. Współczynnik ten wpływa wyraźnie na wzrost wytrzymałości i/lub końcową wytrzymałość elementów wytworzonych z zaprawy pianowej według wynalazku.

Ilość dodanej wody może się zmieniać w szerokim zakresie, ale najlepiej wynosi od 30 do 50% wagowych względem całkowitej masy wykorzystywanej kompozycji.

Przedmiotem wynalazku jest także sposób wytwarzania zaprawy pianowej, obejmujący etapy mieszania siarczanu wapnia jako środka wiążącego, węglanu jako środka pieniącego, prehydrofobowanego rozpuszczalnego w wodzie heksafluorokrzemianu oraz wody i przeniesienia mieszaniny do formy w czasie dopuszczalnego okresu użytkowania. Przedmiotem wynalazku jest także sposób podsadzania jam zaprawą pianową, w szczególności w górnictwie i drążeniu tuneli, polegający na zmieszaniu składników wymienionych wyżej i przeniesieniu mieszaniny do jamy w czasie dopuszczalnego okresu użytkowania.

170 902

Temperatura w procesie mieszania i tężenia może się zmieniać w szerokim zakresie, przy czym dopuszczalny okres użytkowania skraca się odpowiednio z podwyższeniem temperatury.

7anrawe pianknwa według ninieiszegn wynalazku naileniei iest nrzvgntnwvwar zatem w

- -- · — — --¢5 -- -j c “ j--------- —~j — i j j ~ jt j σ ~ j — , , i % i _ , c \ . _·»__·»_« -*> eon temperaturze uu υκυιυ +5 uo około

J_eśli _ch_od_zi o składniki spieniane, które powinny wykazywać dużą wytrzymałość medianiczną. zalecane jest stosowanie hydraulicznego środka wiążącego i/lub wypełniacza opartego na stosunkowo długich włóknach nieorganicznych lub organicznych.

Zmieszanie z siarczanem baru pozwala na wytwarzanie pianek chroniących przed radiacją, np. promieniowaniem rentgenowskim.

Dalsze szczegóły dotyczące zalecanych sposobów realizacji można znaleźć w powyższym opisie kompozycji.

Zaprawa pianowa według wynalazku ma po stwardnieniu względnie małą gęstość od 0,1 do 1,5 g/cm³. Gęstość można ponadto zmniejszyć dodając puste szklane kulki, których zamknięta budowa zapewnia niską gęstość nawet w warunkach stałego poddawania działaniu wody.

Zalecany materiał wypełniający według wynalazku można wytworzyć z następujących składników:

% wagowy

a) 70 -90

b) 1 - 5

c) 0,1 -0,5

d) 5 - 25

e) 0,5 - 1

f) 0,5 - 1

g) 0,05 - 5

h) 30 - 50

Składnik siarczan wapnia heksafluorokrzemian magnezu inhibitowany:

stearynian magnezu węglan wapnia i/lub magnezu metyloceluloza

Melment F-10 (sulfonowany produkt) kondensacji melaminy i formaldehydu) cytrynian sodu woda

W przypadku szczególnie dużej odległości pompowania oraz w celu osiągięcia zmiennego stopnia spieniania, korzystne jest, gdy składniki a)-c) i d)-g) miesza się odrębnie z wodą i pompuje oddzielnie, a łączy dopiero w miejscu użycia.

Poniższe wyniki otrzymano dla zapraw utworzonych według powyższej receptury: pH: 6,8-8,,10

Czas żelowania: 1-20 minut

Początek utwardzania: 10-60 minut

Objętość spieniania: 7 - 50% objętościowych

Pozorna gęstość: 0,5 - 1,5 g/cm³

Wytrzymałość na ściskanie: 0,5 - 2,8 MPa (po godzinie)

Wytrzymałość na rozciąganie przy zginaniu: 0,2 - 0,9 MPa (po 28 dniach)

Po stwardnieniu zaprawy pianowej nie wykazuje ona utraty wytrzymałości nawet po długim przechowywaniu (28 dni) w wodzie kopalnianej o dużej zawartości soli.

Można sporządzić materiał ognioodporny lub izolacyjny zgodnie z tą samą recepturą (składniki a - d i h konieczne, e - g ewentualne), dodając 5-25% wagowych granulowanej szlaki wielkopiecowej o zawartości CaO około 45%.

Materiał chroniący przed promieniowaniem można wytworzyć zgodnie z tą samą recepturą, co materiał podsadzkowy (składniki a - d i h konieczne, e - g ewentualne), dodając 5 - 30% wagowych siarczanu baru (barytu).

Kompozycja według wynalazku charakteryzuje się tym, że główny jej składnik w sensie ilościowym, środek wiążący z siarczanu wapnia, jest bardzo tanim surowcem, głównie dlatego, że coraz większe ilości otrzymuje się w instalacjach odsiarczania gazów odlotowych.

Ponadto recepturę kompozycji według wynalazku można dobrać wyłącznie na bazie związków nieorganicznych (poza niewielką ilością środka hydrofobowego), co pozwala na

170 902 zastosowania nie niosące ryzyka i bezpieczne dla środowiska, szczególnie w zamkniętych pomieszczeniach.

Jest to szczególnie ważne, także dla zastosowań w charakterze podsadzki lub nrzv budowie ' χ x a tuneli i innych pustych przestrzeni. Dalszą zaletą zaprawy pianowej według wynalazku jest jej dopuszczalny okres użytkowania, który można zmieniać w zależności od stopnia inhibicji heksafluorokrzemianu przed spienieniem; pozwala to na pompowanie środka na dłuższe dystanse. Ponadto wysokość pienienia lub gęstość zaprawy pianowej można zmieniać w pewnym stopniu zmieniając ilość wody dodawanej do kompozycji według wynalazku, co stanowi nową cechę materiałów podsadzkowych. Ponadto szybkość tężenia zaprawy pianowej można dostosować do szczególnych wymagań miejsca dodając do niej spowalniacz lub przyspieszacz tężenia na końcu przewodu. Ponadto zaprawa pianowa według wynalazku może być poddawana ciśnieniu już po kilku minutach od stężenia. Duża odporność na wodę po stężeniu, porównywalna z odpornością dyspersyjnych klejów do płytek ceramicznych według DIN 18156, część III, jest także korzystną cechą przy zastosowaniach podziemnych.

Ponadto zaprawa pianowa według wynalazku szczególnie dobrze nadaje się na izolację dźwiękową, cieplną, jako materiał ognioodporny i osłona kabli. Ponieważ tworzy się ją in situ, nadaje się dobrze do renowacji istniejących budynków, np. wypełniania tak zwanych fałszywych drzwi, podwójnych ścian w lekkich płytach budowlanych, przy czym otwory napełniające mogą być względnie małe.

Obecnie szeroko stosuje się stałe cegły gipsowe do wykańczania wnętrz, ponieważ wytwarzanie pianowych cegieł gipsowych metodami konwencjonalnymi (spienianie w autoklawie w podwyższonej temperaturze pod ciśnieniem lub z użyciem drogich środków pieniących, (np. proszku glinu, nadtlenku wodoru i tym podobnych) jest złożone i kosztowne). W tym przypadku zaprawa pianowa według wynalazku może znacznie obniżyć koszty wytwarzania spienionych cegieł gipsowych.

Wynalazek objaśniono bardziej szczegółowo w odniesieniu do kilku przykładów·'. Przykłady porównawcze I i II pokazują, że zastosowanie heksafluorokrzemianu bez inhibicji powoduje natychmiastowe spienianie kompozycji po dodaniu wody.

Przykład I.

2700 g hemihydratu siarczanu wapnia dodaje się do 900 g wody. Miesza się następnie 240 g zmielonego wapienia i 65 g heksafluorokrzemianu magnezu i uciera na pastę z 750 g wody. Dwa produkty początkowe miesza się następnie intensywnie. Spienianie rozpoczyna się już w czasie mieszania i kończy w ciągu 60 sekund.

Przykład II (wynalazek).

Zastosowano te same ilości substancji jak w przykładzie I, jednak w odróżnieniu od niego heksafluorokrzemian magnezu poddaje się inhibicji 5 g stearynianu glinu przed zmieszaniem pozostałych składników kompozycji. Po zmieszaniu z wodą zawiesina zachowuje początkową objętość przez około 10 minut, następnie zaczyna spieniać się po przezwyciężeniu inhibicji hydrofobowej spienianego środka. Po dalszych 3 minutach piana utwardza się do takiego stopnia, że juz nie zapada się.

170 902

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (11)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1. Środek do wytwarzania zaprawy piankowej zawierający siarczan wapnia jako środek wiążący i węglan jako środek spieniający, znamienny tym, że zawiera także prehydrofobizowany rozpuszczalny w wodzie heksafluorokrzemian.
2. 2. Środek według zastrz. 1, znamienny tym, że jako heksafluorokrzemian zawiera jeden lub większą liczbę heksafluorokrzemianów magnezu, cynku i amonu.
3. 3. Środek według zastrz. 1, albo 2, znamienny tym, że zawiera heksafluorokrzemian sprehydrofobizowany przy pomocy jednego lub większej liczby olejów silikonowych oraz soli metali kwasów alkanowych mających od 8 do 20 atomów węgla.
4. 4. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, znamienny tym, że jako węglan zawiera węglan wapnia i/lub węglan magnezu.
5. 5. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że zawiera alifatyczny lub aromatyczny diizocyjanian.
6. 6. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że zawiera hydrauliczny lub opóźniony hydrauliczny środek wiążący.
7. 7. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, znamienny tym, że zawiera środek opóźniający twardnienie wybrany spośród kwasów alkanowych mających od 4 do 10 atomów węgla, kwasów hydroksyalkanowych mających od 4 do 10 atomów węgla i od 1 do 6 grup hydroksylowych, albo ich soli z metalami.
8. 8. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, znamienny tym, że zawiera środek stabilizujący pianę wybrany spośród eterów celulozowych lub estrów celulozowych.
9. 9. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, znamienny tym, że zawiera nieorganiczny lub organiczny zagęszczacz.
10. 10. Środek według zastrz. 1, albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, znamienny tym, ze zawiera siarczan baru.
11. 11. Sposób wytwarzania zaprawy piankowej, znamienny tym, że prowadzi się następujące etapy: mieszanina siarczanu wapnia jako środka wiążącego, węglanu jako środka pieniącego, prehydrofobizowanego rozpuszczalnego w wodzie heksafluorokrzemianu oraz wody i przeniesienia mieszaniny do formy lub formy ceglarskiej w czasie dopuszczalnego okresu użytkowania.