RU2720550C1

RU2720550C1 - Строительная химическая композиция

Info

Publication number: RU2720550C1
Application number: RU2018142292A
Authority: RU
Inventors: Кристоф ХЕССЕ; Клаус САЙП; Михаэль ШИНАБЕК; Никлас ЛОГЕС
Original assignee: Басф Се
Priority date: 2016-05-03
Filing date: 2016-05-03
Publication date: 2020-05-12
Also published as: US20190144340A1; WO2017190766A1; EP3452428A1; CN109071351A

Abstract

Изобретение касается строительной химической композиции, которая отличается быстрым затвердеванием с возникновением незначительных напряжений и содержит сульфат кальция, образующий эттрингит компонент, активатор, заполнитель и полимерное связующее, а также применения указанной композиции для изготовления изоляционных материалов, покрытий, клеев, стяжек или выравнивающих композиций. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - получение композиции для строительных материалов, обладающей быстрым высыханием. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 12 табл.

Description

Изобретение относится к строительной химической композиции, содержащей сульфат кальция, образующий эттрингит компонент, активатор и полимерное связующее, а также к применению указанной композиции для изготовления изоляционных материалов, покрытий, клеев, стяжек или выравнивающих композиций.

При укладке напольных покрытий, например, из поливинилхлорида, каучуков или текстильных материалов, к основе, на которую укладывают покрытие, предъявляют особые требования. При этом для компенсации неровностей чистовых или необработанных полов используют выравнивающие/заглаживающие композиции или стяжки. Подобные системы придают основе необходимые свойства, выравнивания ее и обеспечивая постоянство ее впитывающей способности.

Для обеспечения быстрых темпов строительства часто используют цементирующие заглаживающие/выравнивающие композиции (последующую укладку в определенных случаях можно осуществлять уже через час). Подобные цементирующие системы характеризуются высоким содержанием цементной фракции, что необходимо для химического связывания избыточной воды. Гидратация цемента сопровождается изменением объема, в связи с чем при затвердевании цементирующих систем в определенных случаях возникают сильные напряжения. Следовательно, существуют ограничения, касающиеся использования цементирующих систем на нестабильных основах. В связи с хрупкостью затвердевшей композиции существует опасность ее растрескивания. Кроме того, цементирующие заглаживающие/выравнивающие композиции, как правило, подлежат маркировке.

Примеры цементирующих заглаживающих композиций или тонкослойных строительных растворов, содержащих сульфат кальция, кальциево-сульфоалюминатный цемент и гидроксид или оксид кальция, приводятся в международной заявке WO 99/07648. Несмотря на добавление небольшого количества основанного на дисперсии порошка (от 3 до 3,5% в пересчете на общую массу заглаживающей композиции или тонкослойного строительного раствора) можно ожидать, что подобные композиции после затвердевания будут отличаться хрупкостью, наличием внутренних напряжений и склонностью к растрескиванию.

Ниже представлены другие примеры основанных на цементе заглаживающих композиций или цементных стяжек, которым также присущи вышеуказанные недостатки.

Патент США US 2008/0141907 А1 относится к стяжкам, содержащим песок из повторно используемых отходов стекла, кальциево-сульфоалюминатный цемент, измельченный в порошок известняк, портланд-цемент, полугидрат сульфата кальция и другие добавки, например, ускорители или замедлители схватывания.

В патенте США US 2012/0037046 А1 приводится состав стяжки, который наряду с другими компонентами включает цементирующее связующее, содержащее кальциево-сульфоалюминатный цемент, портланд-цемент и сульфат кальция.

Международная заявка WO 2008/003672 А1 относится к заглаживающей композиции, которая включает портланд-цемент, содержащий оксид алюминия цемент, источник химически активных сульфатов и наполнители или пигменты.

В европейском патенте ЕР 2762545 А1 описана двухкомпонентная, гибкая, быстро затвердевающая композиция, предназначенная для изолирования зданий и крыш. Композиция состоит из жидкого компонента, содержащего анионную битуминозную эмульсию и анионную полимерную дисперсию, и порошкообразного компонента, содержащего смесь гидравлических добавок, латентных гидравлических добавок, негидравлических добавок, легких наполнителей, наполнителей и заполнителей.

В европейском патенте ЕР 2913316 А1 описана трехкомпонентная вяжущая система на основе двух разных алюминатов кальция и сульфатного носителя.

В немецком патенте DE 10101314 А1 описан адгезив, который состоит из порошкообразного компонента, в частности, содержащего смесь портландцемента, кальциево-алюминатного цемента и сульфата кальция, и жидкого компонента, содержащего полимерную дисперсию.

В немецком патенте DE 10101314 А1 описана вяжущая композиция, содержащая сульфат кальция, портланд-цемент, кальциево-алюминатный цемент, а также цеолит и/или метакаолин.

Недостатком известных из уровня техники строительных материалов, которые содержат сульфат кальция, является их медленное высыхание. Данное обстоятельство обусловливает значительное увеличение промежутка времени, по истечении которого можно приступать к дальнейшей реализации технологического процесса, а, следовательно, замедление темпов строительства. Причиной длительного высыхания известных строительных материалов, основанных на сульфате кальция, является протекание процесса гидратации. В то время как в продуктах гидратации чисто цементирующих вяжущих материалов вода химически связана в гидратные фазы, гидратация вяжущих материалов, содержащих сульфат кальция, сопровождается осаждением продуктов гидратации из перенасыщенного раствора. В основанных на сульфате кальция системах избыток используемой для затворения воды должен выделяться главным образом в окружающую среду. Выравнивающие и заглаживающие композиции на основе сульфата кальция, которые позволяли бы приступить к реализации технологического процесса по истечении промежутка времени менее чем от 12 до 24 часов, из уровня техники неизвестны.

Известно, что наряду с цементирующими системами для заглаживающих композиций используют также, например, дисперсионные связывающие композиции (смотри европейский патент ЕР 1260490 А1). Увеличение фракции основанного на дисперсии порошка позволяет в определенной степени повысить эластичность высушенных композиций, а, следовательно, несколько уменьшить их хрупкость. Однако недостатком подобных композиций является значительно более медленное высыхание по сравнению с цементирующими системами. Подобные композиции уровня техники не позволяют приступить к реализации дальнейшего технологического процесса менее чем через 6 часов. Кроме того, подобные системы не могут обеспечить полную эластичность.

Недостатки строительных химических композиций уровня техники можно суммировать следующим образом. Цементирующие системы позволяют обеспечить быстрое затвердевание, однако, оно сопровождается возникновением напряжений. В свою очередь, это обусловливает хрупкость и опасность растрескивания. Системы на основе сульфата кальция затвердевают слишком медленно и не позволяют быстро приступить к реализации дальнейшего технологического процесса, что необходимо для обеспечения высоких темпов строительства. Дисперсионные вяжущие системы обеспечивают несколько более низкую хрупкость, однако высыхают чрезвычайно медленно.

С учетом вышеизложенного в основу настоящего изобретения была положена задача предложить композиции для строительных материалов, которые отличаются быстрым высыханием (в частности, требующим всего от 4 до 6 часов), а, следовательно, позволяют быстро обеспечить возможность дальнейшего осуществления технологического процесса. Таким образом, предлагаемые в изобретении композиции предназначены для обеспечения быстрых темпов строительства. Кроме того, композиции для строительных материалов должны затвердевать без возникновения напряжений и обеспечивать формирование эластичных систем. Другая задача изобретения состояла в том, чтобы предложить композиции, пригодные для изготовления изолирующих цементных растворов, кровельных покрытий, клеев, стяжек или выравнивающих композиций и обладающие указанными выше свойствами.

Указанные задачи согласно изобретению решаются с помощью строительной химической композиции, содержащей:

a) сульфат кальция в примерном количестве от 1 до 10% масс.,

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент в примерном количестве от 1 до 10% масс.,

c) по меньшей мере один или несколько активаторов в примерном количестве от 1 до 10% масс.,

d) заполнитель в примерном количестве от 20 до 87% масс. и

e) полимерное связующее в примерном количестве от 10 до 50% масс.

Указанные количества компонентов а)-е) в сумме составляют 100% масс., и приведены в пересчете на общую массу твердого вещества в этих компонентах.

В одном предпочтительном варианте предлагаемой в изобретении строительной химической композиции сульфат кальция выбран из α-полугидрата сульфата кальция, β-полугидрата сульфата кальция, ангидрита и их смесей. Сульфат кальция предпочтительно находится в виде полугидрата. Сульфат кальция присутствует в предлагаемой в изобретении строительной химической композиции в примерном количестве от 1 до 10% масс, предпочтительно от 1 до 9% масс.

Полимерные связующие могут являться водными полимерными дисперсиями и/или получаемыми из них порошками, основанными на редиспергируемых в воде дисперсиях. Полимерные связующие получают обычными методами полимеризации, например, методом эмульсионной полимеризации. Можно использовать дисперсии, стабилизированные как эмульгатором, так и защитным коллоидом. Примером пригодного защитного коллоида является поливиниловый спирт. Для получения порошков, основанных на редиспергируемых в воде дисперсиях, полимерную дисперсию сушат, например, методом распылительной сушки.

В одном предпочтительном варианте строительной химической композиции полимерное связующее является полимером, основанным на сложных эфирах (мет)акриловой кислоты, винилароматических соединениях, сложных виниловых эфирах, винилгалогенидах или олефинах, сополимером двух или более указанных мономеров или смесью двух или более полимеров и/или сополимеров. Полимеры или сополимеры предпочтительно обладают гидрофобными свойствами.

Более предпочтительно полимерное связующее является полимером на основе стирола, сложного эфира (мет)акриловой кислоты, поливинилацетата, их сополимером или смесью двух или более полимеров или сополимеров.

Примерами сложных виниловых эфиров, в частности, являются сложные эфиры неразветвленных или разветвленных насыщенных карбоновых кислот с 1-8 атомами углерода, а именно винилацетат, винилпропионат, винилбутират, винил-2-этилгексаноат, 1-метилвинилацетат, виниллаурат или винилверсатат.

Примерами сложных эфиров (мет)акриловой кислоты прежде всего являются сложные алкиловые эфиры (мет)акриловой кислоты, содержащие неразветвленные или разветвленные алкильные радикалы с 1-8 атомами углерода, например, метил(мет)акрилат, этил(мет)акрилат, пропил(мет)акрилат, н-бутил(мет)акрилат и 2-этилгексил(мет)акрилат.

Предпочтительными олефинами являются этилен, пропилен, 1-бутен, 2-метилпропен и 1,3-бутадиен, особенно предпочтительно этилен.

Предпочтительными винилгалогеновыми мономерами являются винил-хлорид и винилиденхлорид.

Примерами основанных на сложных виниловых эфирах сополимеров являются сополимеры винилацетата с этиленом, сополимеры винилацетата со сложным виниловым эфиром или сополимеры на основе винилацетата, сложного винилового эфира и этилена, причем используемый в качестве мономера сложный виниловый эфир выбран из группы, включающей, например, виниллаурат, винилпивалат и винилверсатат. Примерами сополимеров, основанных на сложных эфирах акриловой кислоты (акрилатах), являются сополимеры винилацетата с акрилатом, сополимеры на основе винилацетата, акрилата и этилена и сополимеры стирола с акрилатом, в частности, сополимеры стирола с н-бутилакрилатом или сополимеры стирола с 2-этилгексил акрил атом. Другими примерами основанных на акрилатах или метакрилатах сополимеров являются сополимеры н-бутилакрилата с 2-этилгексилакрилатом, сополимеры на основе метилметакрилата, н-бутилакрилата и/или 2-этилгексилакрилата или сополимеры метил-метакрилата с 1,3-бутадиеном. Примерами основанных на винилгалогенидах сополимеров являются сополимеры сложного винилового эфира, этилена и винилхлорида, сополимеры винилхлорида с этиленом или сополимеры винилхлорида с акрилатом. Кроме того, для использования в строительной химической композиции в качестве полимерного связующего пригодны сополимеры 1,3-бутадиена, в частности, сополимеры 1,3-бутадиена со стиролом.

В более предпочтительном варианте строительная химическая композиция содержит сополимеры стирола со сложными эфирами акриловой кислоты. Молярное отношение стирола к сложному эфиру акриловой кислоты в указанных сополимерах в общем случае находится в диапазоне от 90:10 до 10:90, в частности, от 75:25 до 25:75, и составляет, например, 50:50.

При этом особенно предпочтительными сложными эфирами акриловой кислоты являются н-бутилакрилат или 2-этилгексилакрилат.

Указанные полимеры или сополимеры при необходимости дополнительно могут содержать функциональные мономерные звенья в количестве от 0,1 до 10% масс. в пересчете на общую массу полимера или сополимера. Примерами подобных функциональных мономерных звеньев являются, например, звенья монокарбоновых или дикарбоновых кислот, в частности, (мет)акриловой кислоты и/или малеиновой кислоты и их солей, звенья этиленненасыщенных карбоксамидов, в частности, (мет)акриламида, звенья этиленненасыщенных сульфокислот и их солей, в частности, винил-сульфокислоты или стиролсульфокислоты, а также звенья полиэтиленненасыщенных соединений, в частности, дивиниладипата, триаллилизоцианурата, диаллилмалеата и/или аллилметакрилата.

Примерное количество содержащегося в композиции согласно изобретению полимерного связующего (в случае использования связующего в виде водной дисперсии его количество приводится в расчете на твердое вещество) составляет от 10 до 50% масс. в пересчете на общую массу компонентов а)-е). В одном варианте строительной химической композиции примерное количество полимерного связующего составляет от 10 до 40% масс. В частности, примерное количество содержащегося в строительной химической композиции полимерного связующего предпочтительно составляет от 10 до 30% масс.

Следствием использования полимерного связующего в указанных выше количествах является возможность изготовления композиций для строительных материалов, затвердевание которых сопровождается возникновением незначительных напряжений и которые обеспечивают эластичность и способность к деформации. Подобные характеристики композиций являются особенно благоприятными для их применения на критичных основах, например, на основах, имеющих трещины.

Кроме того, ингредиентом композиции согласно изобретению является образующий эттрингит компонент. Примерное количество образующего эттрингит компонента составляет от 1 до 10% масс. Примерное количество образующего эттрингит компонента предпочтительно составляет от 2 до 9% масс. в частности, от 3 до 9% масс. Образующий эттрингит компонент предпочтительно выбран из кальциево-сульфоалюминатного цемента (CSA цемент), алюмината натрия, высокоглиноземистого цемента, сульфат алюминия и их смесей. В качестве образующего эттрингит компонента особенно предпочтительно используют кальциево-сульфоалюминатный цемент, высокоглиноземистый цемент и их смеси. В качестве образующего эттрингит компонента прежде всего предпочтительно используют кальциево-сульфоалюминатный цемент.

Эттрингит является минералом из класса водных сульфатов, содержащих чужеродные анионы. Эттрингит кристаллизуется, образуя моноклинную кристаллическую систему, которая обладает химическим составом Ca₆Al₂[(OH)₁₂|(SO₄)₃]⋅26H₂O и обычно образует правильно сформированные, призматические или иглообразные псевдогексагональные кристаллы.

Согласно принятой в строительной химии форме записи оксидная эмпирическая формула выглядит следующим образом: 3СаО⋅Al₂O₃⋅3CaSO₄⋅32Н₂О. В соответствии с настоящим изобретением под образованием эттрингита подразумевается формирование эттрингит-ного начала из ингредиентов а) и b) композиции согласно изобретению в присутствии компонента d). Образование эттрингита из указанных выше компонентов а) и b) предоставляет благоприятную возможность связывания воды без добавления дополнительного вяжущего материала.

В случае относительно небольших количеств сульфата кальция возможно также формирование так называемых фаз AFm в качестве реакции, конкурирующей с образованием эттрингита (H.F. W. Taylor: Cement chemistry (1997), 2-е издание, Thomas Telford Services Ltd., ISBN: 0727725920; c.c. 157-170). Данную реакцию также следует рассматривать в качестве реакции, относящейся к образованию эттрингита в соответствии с настоящим изобретением. Формирование фаз AFm, в частности, образование моносульфата (3CaOAl₂O₃⋅CaSO₄⋅12H₂O или 3CaOAl₂O₃⋅CaSO₄⋅14H₂O), также сопровождается увеличением количества связанной воды.

Количество сульфата кальция в композиции согласно изобретению предпочтительно выбирают таким образом, чтобы образование эттрингита предпочтительно преобладало по сравнению с образованием фаз AFm, или таким образом, чтобы образование фаз AFm было в значительной степени ингибировано. Это имеет место в том случае, если количество сульфата кальция составляет примерно от 1 до 9% масс.

Следствием комбинированного использования специфических количеств полимерного связующего и образующего эттрингит компонента в основанных на сульфате кальция композициях является быстрое высыхание и затвердевание с возникновением незначительных напряжений. Таким образом, может быть обеспечено быстрое пленкообразование, в особенности на поверхности композиции, а также возможность быстрого продолжения технологического процесса. Результирующие системы обладают эластичностью и способностью к деформации. В связи с этим композиции согласно изобретению пригодны также для применения на трещиноватых основах.

Строительная химическая композиция согласно изобретению содержит активатор или несколько активаторов, предпочтительно выбранных из портланд-цемента, гидроксида кальция, гидроксида натрия, гидроксида калия и соответствующих смесей. Композиция согласно изобретению особенно предпочтительно содержит портланд-цемент, гидроксид кальция или их смесь.

Активатор или активаторы добавляют для регулирования рН строительной химической композиции, предпочтительно для повышения рН. Добавляемого к строительной химической композиции количества активатора достаточно для установления показателя рН, например, в диапазоне от 9 до 14. В особенно предпочтительном варианте добавление активатора позволяет установить показатель рН в диапазоне от 10 до 13. Следствием установления рН в указанном диапазоне посредством добавления активатора является инициирование образования эттрингита в строительной химической композиции. Таким образом, образование эттрингита предпочтительно происходит не самопроизвольно, а, напротив, его регулируют посредством добавления активатора. Образование эттрингита активируют для практически полного превращения образующего эттрингит компонента в эттрингит.

В одном варианте строительной химической композиции примерное количество содержащегося в ней активатора составляет от 1 до 10% масс., предпочтительно от 1 до 9% масс.

Строительная химическая композиция согласно изобретению в общем случае содержит также заполнитель. Заполнитель предпочтительно включает песок и/или измельченный известняк. Средний размер частиц заполнителя в общем случае составляет от 0,01 до 10 мм, предпочтительно от 0,02 до 5 мм, особенно предпочтительно от 0,02 до 2 мм. В общем случае примерное количество содержащегося в композиции заполнителя составляет от 20 до 87% масс., в частности, от 33 до 86% масс., в частности, от 43 до 85% масс.

Помимо указанных выше компонентов в строительной химической композиции согласно изобретению дополнительно могут присутствовать также добавки. Подобные добавки выбирают из веществ и соединений, пригодных для модифицирования физических и химических свойств строительной химической композиции согласно изобретению. Примерами пригодных добавок являются минеральные загустители, в частности, филлосиликаты (бентонит, тальк, слюда), акрилатные загустители, полиуретановые загустители, гидрофобно модифицированные эмульсионные загустители, разбухающие в щелочных условиях, простые эфиры целлюлозы, простые эфиры крахмала, пеногасители, гидрофобизующие добавки, наполнители, пластификаторы, в частности, гребенчатые полимеры на основе поли(мет)акриловой кислоты с полиэтилен-оксидными боковыми цепями, замедлители схватывания, в частности, фруктовые кислоты (винная кислота, лимонная кислота), ускорители схватывания, в частности, формиат кальция, и соответствующие смеси.

Примерами пригодных наполнителей являются зольная пыль, известняк, бентонит, тальк, слюда, доломит, песок, вулканический туф, доменный шлак и диоксид титана.

Пригодными простыми эфирами целлюлозы являются ал кил целлюлозы, например, метил целлюлоза, этил целлюлоза, пропилцеллюлоза и метил-этил целлюлоза, гидроксиалкилцеллюлозы, например, гидроксиэтилцеллюлоза, гидроксипропилцеллюлоза и гидроксиэтилгидроксипропилцеллюлоза, а также алкилгидроксиалкилцеллюлозы, например, метилгидрокси-этилцеллюлоза, метилгидроксипропилцеллюлоза и пропилгидроксипропилцеллюлоза.

Количество используемых в строительной химической композиции добавок зависит от их типа, причем количество каждой из добавок составляет от 0,001 до 5% масс, предпочтительно примерно от 0,01 до 3% масс, особенно предпочтительно примерно от 0,01 до 0,5% масс, соответственно в пересчете на общую массу компонентов а)-е) плюс добавка. Так, например, в случае использования метилцеллюлозы или этилцеллюлозы примерное количество этой добавки составляет от 0,1 до 3% масс., предпочтительно от 0,5 до 2% масс. В случае использования винной кислоты в качестве замедлителя схватывания ее примерное количество составляет от 0,01 до 1% масс., предпочтительно от 0,05 до 0,5% масс.

Ниже приведены варианты осуществления изобретения, причем соответствующая композиция содержит:

a) сульфат кальция в количестве от 1 до 9% масс.,

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент в количестве от 2 до 9% масс.,

c) по меньшей мере один активатор в количестве от 1 до 9% масс.,

d) по меньшей мере один заполнитель в количестве от 33 до 86% масс. и

е) по меньшей мере одно полимерное связующее в количестве от 10 до 40% масс.

или

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент в количестве от 3 до 9% масс.,

d) заполнитель в количестве от 43 до 85% масс. и

е) полимерное связующее в количестве от 10 до 30% масс.

В одном варианте осуществления изобретения строительная химическая композиция согласно изобретению практически не содержит цеолита и/или метакаолина. Определение «практически» означает, что речь идет о содержании метакаолина или цеолита, составляющем менее 2% масс., менее 1% масс. или менее 0,5% масс., в частности, 0% масс.

В одном варианте осуществления изобретения композиции согласно изобретению находятся в виде порошкообразной смеси. В другом варианте композиции согласно изобретению находятся в виде состоящего из двух частей комплекта, причем первая часть содержит порошкообразную смесь, включающую компоненты a)-d), а вторая часть содержит компонент е) в виде водной дисперсии или раствора. Первую и вторую части композиции смешивают друг с другом непосредственно перед применением композиции.

Приготовление композиций согласно изобретению выполняют посредством смешивания компонентов а)-е), реализуемого в произвольной последовательности, например, одновременно или последовательно, в пригодном аппарате, например, в ведрах или баках. В одном варианте осуществления изобретения компоненты a)-d) можно смешивать отдельно или заранее приготавливать порошкообразную смесь этих компонентов, к которой затем можно добавлять компонент е). Ту или иную добавку можно добавлять в любой момент процесса смешивания или добавлять к указанной выше порошкообразной смеси или компоненту е).

Кроме того, изобретение предусматривает применение строительной химической композиции согласно одному из указанных выше вариантов для изготовления изолирующих цементных растворов, кровельных покрытий, клеев или стяжек.

В случае применения строительной химической композиции согласно изобретению для изготовления изолирующих цементных растворов, кровельных покрытий, клеев, стяжек или других строительных материалов достигают следующих благоприятных результатов, обусловленных использованием указанной композиции. Применение композиции согласно изобретению делает возможным быстрое высыхание указанных строительных материалов. Высыхание начинается с образования эттрингита, во время которого присутствующая в композиции свободная вода (в частности, например, вода, используемая для затворения) становится связанной водой кристаллизации эттрингита. Инициирование образования эттрингита регулируют посредством добавления активатора. Варьирование количества активатора позволяет оказывать влияние на срок действия строительных материалов. Строительные материалы, основанные на строительной химической композиции согласно изобретению, затвердевают с возникновением незначительных напряжений и позволяют быстро приступить к реализации последующего технологического процесса. Нанесение дополнительного покрытия позволяет приступить к реализации последующего технологического процесса, например, по истечении промежутка времени от 0,5 до 6 часов и даже от 0,5 до 2 часов.

Другим объектом настоящего изобретения является строительная химическая композиция, содержащая а) сульфат кальция в примерном количестве от 20 до 80% масс., b) образующий эттрингит компонент в примерном количестве от 1 до 10% масс., с) активатор или несколько активаторов в количестве от 1 до 10% масс., d) заполнитель с размером частиц в диапазоне от более 8 мм до примерно 30 мм (например, песок и/или измельченный известняк) в количестве от 20 до 80% масс. и е) полимерное связующее в примерном количестве от 1 до 10% масс, причем количество компонентов a)-d) указано в пересчете на общую массу компонентов a)-d) и количество компонента е) также указано в пересчете на общую массу компонентов a)-d).

Полимерное связующее, сульфат кальция и образующий эттрингит компонент являются такими, как указано выше. Количество содержащегося в строительной химической композиции сульфата кальция в данном варианте предпочтительно составляет от 30 до 70% масс., в частности, от 40 до 60% масс.

Размер частиц заполнителя в общем случае составляет от 8 до 30 мм, предпочтительно от 8 до 20 мм, например, от 8 до 15 мм. Предпочтительное количество содержащегося в композиции заполнителя составляет от 40 до 65% масс.

Строительные химические композиции согласно изобретению подлежат предпочтительному применению для приготовления наносимых толстым слоем выравнивающих композиций. При этом компоненты а), b), с), d) и е) и любые дополнительные добавки, например, последовательно или одновременно загружают в пригодный аппарат и смешивают друг с другом. Примерами пригодных аппаратов являются ведра или баки, при необходимости снабженные перемешивающим устройством. Толщина слоя наносимых толстым слоем выравнивающих композиций в общем случае составляет от 10 до 100 мм, в частности, от 10 до 50 мм, например, около 40 мм, причем подобные композиции используют прежде всего для выравнивания кристаллических основ, например, имеющих трещины.

Для приготовления наносимых толстым слоем выравнивающих композиций можно использовать указанные выше добавки.

Приведенные ниже примеры служат для более подробного пояснения настоящего изобретения.

1. Рецептуры и получение

Приведенные ниже рецептуры используют в качестве примеров для формирования водооталкивающих изолирующих покрытий, содержащих композиции согласно изобретению (V.5, V.6, V.9, V.10, V.17, V.18, V.24, V.25, V.26), и водооталкивающих изолирующих покрытий, содержащих сравнительные композиции (Ref 25%, Ref V.1, Ref V.2, Ref 10%, Ref V.5, Ref V.6, Ref 5%, Ref V.9, Ref V.10, Ref 0%, Ref V.13, Ref V.14, Ref V.15, Ref V.16, Ref 1%, Ref V.17 и Ref V.18), причем указанные композиции получают посредством смешивания приведенных в нижеследующих таблицах компонентов.

Milke Cem I 52,5 R является коммерчески доступным портланд-цементом, выпускаемым фирмой Heidelberg Cement AG. Кварцевый песок F36 характеризуется содержанием кварца более 99% и средним размером частиц 0,16 мм. Omyacarb 15 GU является природным тонкодисперсным карбонатом кальция, выпускаемым фирмой OMYA GmbH (Кельн). Vinapor DF 9010 (фирма BASF SE) является порошкообразным пеногасителем на основе алкоксилатов жирного спирта и полисилоксанов на неорганической подложке. Rheovis HS 1980 (фирма BASF SE) является основанным на полиакриламидах загустителем. Belith CS 10 является кальциево-сульфоалюминатным цементом, выпускаемым фирмой BELITH S.P.R.L. (Бельгия). Acronal 5011 (фирма BASF SE) является основанной на стироле/акрилате дисперсией. Foamstar SI 2213 является продуктом фирмы BASF SE, основанным на разрушающих пену полимерах, эмульгаторах и силиконе.

Приведенные в таблицах 1-4 композиции отличаются друг от друга содержанием портланд-цемента. Содержание портланд-цемента в композициях согласно изобретению составляет 25% (таблица 1), 10% (таблица 2) и 5% (таблица 3), соответственно в пересчете на общую массу сухих компонентов. Сравнительные композиции из таблицы 4 не содержат портландцемента. Соответствующие количества портланд-цемента используют также в сравнительных композициях Ref 25% (25% портланд-цемента), Ref 10% (10% портланд-цемента), Ref 5% (5% портланд-цемента) и Ref 0% (0% портланд-цемента). Остальные сравнительные композиции отличаются от вышеуказанных композиций содержанием портланд-цемента. Причина подобного отличия состоит в том, что в случае этих сравнительных композиций масса недостающих компонентов (полугидрата и кальциево-сульфоалюминатного цемента) компенсируется количеством используемого портланд-цемента.

2. Определение скорости пленкообразования для различных композиций

Скорость пленкообразования при формировании изолирующих покрытий из приведенных в таблицах 1-4 композиций определяют согласно стандарту DIN EN 1347. С этой целью соответствующие изолирующие покрытия наносят на гидроизолирующую гипсовую панель в виде слоя толщиной 2 мм. На влажную композицию помещают керамическую плитку (5×5 см), на которую в течение 30 секунд воздействует груз массой 1 кг. После удаления плитки определяют массу прилипшего к ней изолирующего покрытия. Первое определение массы выполняют через 5 минут. Затем выполняют шесть последующих определений с интервалами, составляющими соответственно 10 или 5 минут.

Смачивание плитки позволяет судить о том, насколько быстро на поверхности изолирующего покрытия формируются дисперсионные пленки. Пленкообразование является результатом высыхания изолирующего покрытия. Следовательно, ускорение пленкообразования на поверхности изолирующего покрытия должно быть обусловлено более интенсивным связыванием воды внутри этого покрытия. Испытания в лабораторных условиях позволяют исключить влияние испарения.

В таблицах 5-8 приведены результаты тестирования, выполненного согласно стандарту DIN EN 1347.

В случае сравнительных рецептур наблюдается медленное образование дисперсионной пленки на поверхности покрытия. При этом вода связывается лишь в незначительной степени (изолирующие покрытия продолжают прилипать к плитке даже по истечении 45 минут, что относится ко всем сравнительным рецептурам). Для рецептур V1 и V2 наблюдается весьма значительное уменьшение смачивающей способности (отсутствие прилипания к плитке наблюдается по истечении всего лишь 15 минут, самое позднее 25 минут). Это может быть обусловлено высыханием композиций вследствие образования эттрингита.

В случае сравнительных рецептур также наблюдается замедленное образование дисперсионной пленки на поверхности. Изолирующие покрытия продолжают прилипать к плитке даже по истечении 45 минут, что относится ко всем сравнительным рецептурам. Для рецептур V5 и V6 наблюдается весьма значительное уменьшение смачивающей способности (прилипание к плитке прекращается по истечении всего лишь 15 минут). При этом содержание портланд-цемента не оказывает существенного влияния.

Результаты, полученные при использовании указанных в таблице 7 композиций, сопоставимы с приведенными в таблицах 5 и 6 данными..

Без добавления портланд-цемента наблюдается отсутствие быстрого пленкообразования. Для сравнительных композиций Ref V.13 и Ref V.14 характерно более быстрое пленкообразование по сравнению с композициями без портланд-цемента (независимо от присутствия полугидрата или кальциево-сульфоалюминатного цемента). Эти результаты могут быть обусловлены тем обстоятельством, что без портланд-цемента активатор не способен повысить показатель рН композиции более чем до 11, а, следовательно, инициирование образования эттрингита отсутствует.

В случае сравнительных рецептур также наблюдается медленное образование дисперсионной пленки на поверхности покрытия.

В случае сравнительной композиции Ref 5% также наблюдается медленное образование дисперсионной пленки на поверхности покрытия. При увеличении содержания сульфата кальция (V.10, V.24, V.25, V.26) образование дисперсионной пленки замедляется, однако происходит быстрее, чем в случае сравнительной композиции Ref 5%.

Claims

1. Строительная химическая композиция для изготовления изоляционных материалов, покрытий, клеев, стяжек или выравнивающих композиций, содержащая:

a) сульфат кальция в количестве от 1 до 10 мас.%,

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент, выбранный из кальциево-сульфоалюминатного цемента (CSA цемент), алюмината натрия, высокоглиноземистого цемента, сульфата алюминия и их смесей, в количестве от 1 до 10 мас.%,

c) по меньшей мере один активатор, выбранный из портландцемента, гидроксида кальция, гидроксида натрия, гидроксида калия и их смесей, в количестве от 1 до 10 мас.%,

d) по меньшей мере один заполнитель в количестве от 20 до 87 мас.% и

e) по меньшей мере одно полимерное связующее в количестве от 10 до 50 мас.%,

причем количество компонентов указано в пересчете на общую массу твердых веществ компонентов а)-е).

2. Строительная химическая композиция по п. 1, причем сульфат кальция выбран из α-полугидрата сульфата кальция, β-полугидрата сульфата кальция, ангидрита и их смесей.

3. Строительная химическая композиция по п. 1, причем образующий эттрингит компонент присутствует в композиции в количестве от 1 до 5 мас.%.

4. Строительная химическая композиция по п. 1, причем сульфат кальция присутствует в композиции в количестве от 1 до 8 мас.%.

5. Строительная химическая композиция по п. 1, причем полимерное связующее является полимером, основанным на сложных эфирах (мет)акриловой кислоты, винилароматических соединениях, сложных виниловых эфирах, винилгалогенидах, диенах или олефинах, или сополимером двух или более указанных мономеров, или смесью двух или более полимеров и/или сополимеров.

6. Строительная химическая композиция по п. 5, причем полимерное связующее является полимером на основе стирола, сложного эфира (мет)акриловой кислоты, поливинилацетата, или их сополимером, или смесью двух или более полимеров или сополимеров.

7. Строительная химическая композиция п. 1, причем полимерное связующее присутствует в композиции в количестве от 20 до 40 мас.%.

8. Строительная химическая композиция по п. 1, причем активатор или активаторы присутствует(-ют) в композиции в количестве от 1 до 10 мас.%.

9. Строительная химическая композиция по п. 1, содержащая:

a) сульфат кальция в количестве от 1 до 9 мас.%,

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент в количестве от 2 до 9 мас.%,

c) по меньшей мере один активатор в количестве от 1 до 9 мас.%,

d) по меньшей мере один заполнитель в количестве от 33 до 86 мас.% и

e) по меньшей мере одно полимерное связующее в количестве от 10 до 40 мас.%

или

b) по меньшей мере один образующий эттрингит компонент в количестве от 3 до 9 мас.%,

d) заполнитель в количестве от 43 до 85 мас.% и

e) полимерное связующее в количестве от 10 до 30 мас.%.

10. Строительная химическая композиция по п. 1, дополнительно содержащая по меньшей мере одну добавку.

11. Строительная химическая композиция по п. 10, причем добавка выбрана из наполнителей, пластификаторов, замедлителей схватывания, ускорителей схватывания, загустителей и их смесей.

12. Строительная химическая композиция по п. 1, причем заполнитель выбран из песка, измельченного известняка и их смесей.

13. Строительная химическая композиция по одному из пп. 1-12 в виде двух частей, причем первая часть содержит компоненты a)-d), а вторая часть содержит компонент е) в виде водной полимерной дисперсии.

14. Применение строительной химической композиции по одному из пп. 1-13 для изготовления изолирующих цементных растворов, кровельных покрытий, клеев или стяжек.