RU2762180C2 - Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах - Google Patents
Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах Download PDFInfo
- Publication number
- RU2762180C2 RU2762180C2 RU2019135521A RU2019135521A RU2762180C2 RU 2762180 C2 RU2762180 C2 RU 2762180C2 RU 2019135521 A RU2019135521 A RU 2019135521A RU 2019135521 A RU2019135521 A RU 2019135521A RU 2762180 C2 RU2762180 C2 RU 2762180C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- component
- fire
- mass
- mortar system
- inorganic mortar
- Prior art date
Links
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 130
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 title claims abstract description 61
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 60
- 230000009970 fire resistant effect Effects 0.000 title claims abstract description 52
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 48
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 title claims abstract description 35
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims abstract description 53
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 39
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 33
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims abstract description 32
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 29
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 28
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 24
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 12
- 239000002981 blocking agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 239000004575 stone Substances 0.000 claims abstract description 11
- UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N Metaphosphoric acid Chemical compound OP(=O)=O UEZVMMHDMIWARA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 150000003009 phosphonic acids Chemical class 0.000 claims abstract description 6
- ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 2,7-diazaspiro[4.5]decane-7-carboxylate Chemical compound C1N(C(=O)OC(C)(C)C)CCCC11CNCC1 ISIJQEHRDSCQIU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 48
- 238000004873 anchoring Methods 0.000 claims description 34
- 239000003063 flame retardant Substances 0.000 claims description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 22
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 20
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 20
- XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N calcium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [Ca+2].[O-][Al]=O.[O-][Al]=O XFWJKVMFIVXPKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N citric acid Chemical compound OC(=O)CC(O)(C(O)=O)CC(O)=O KRKNYBCHXYNGOX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- -1 alkaline earth metal salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 9
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 6
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 6
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 5
- RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N D-gluconic acid Chemical compound OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-SQOUGZDYSA-N 0.000 claims description 4
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 4
- JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N lactic acid Chemical compound CC(O)C(O)=O JVTAAEKCZFNVCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 4
- YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N salicylic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=CC=C1O YGSDEFSMJLZEOE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 3
- RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N D-gluconic acid Natural products OCC(O)C(O)C(O)C(O)C(O)=O RGHNJXZEOKUKBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 235000015165 citric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 2
- 239000000174 gluconic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000012208 gluconic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000004310 lactic acid Substances 0.000 claims description 2
- 235000014655 lactic acid Nutrition 0.000 claims description 2
- FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N papa-hydroxy-benzoic acid Natural products OC(=O)C1=CC=C(O)C=C1 FJKROLUGYXJWQN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229960004889 salicylic acid Drugs 0.000 claims description 2
- 239000010431 corundum Substances 0.000 claims 1
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims 1
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000004566 building material Substances 0.000 abstract 1
- 235000010216 calcium carbonate Nutrition 0.000 description 56
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 43
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 30
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 22
- OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L calcium sulfate Chemical compound [Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O OSGAYBCDTDRGGQ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 18
- 239000002562 thickening agent Substances 0.000 description 18
- RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 2,2,4,4,6,6-hexaphenoxy-1,3,5-triaza-2$l^{5},4$l^{5},6$l^{5}-triphosphacyclohexa-1,3,5-triene Chemical compound N=1P(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP(OC=2C=CC=CC=2)(OC=2C=CC=CC=2)=NP=1(OC=1C=CC=CC=1)OC1=CC=CC=C1 RNFJDJUURJAICM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 13
- 239000000047 product Substances 0.000 description 12
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 10
- 239000011411 calcium sulfoaluminate cement Substances 0.000 description 9
- 235000011132 calcium sulphate Nutrition 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 9
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 8
- 239000003139 biocide Substances 0.000 description 8
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 239000003242 anti bacterial agent Substances 0.000 description 7
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000012190 activator Substances 0.000 description 6
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 6
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 239000002775 capsule Substances 0.000 description 5
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 5
- RKGLUDFWIKNKMX-UHFFFAOYSA-L dilithium;sulfate;hydrate Chemical compound [Li+].[Li+].O.[O-]S([O-])(=O)=O RKGLUDFWIKNKMX-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L lithium sulfate Inorganic materials [Li+].[Li+].[O-]S([O-])(=O)=O INHCSSUBVCNVSK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 5
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 5
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 5
- RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N tert-butyl 3-aminoazetidine-1-carboxylate;hydrochloride Chemical compound Cl.CC(C)(C)OC(=O)N1CC(N)C1 RBTVSNLYYIMMKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229920000663 Hydroxyethyl cellulose Polymers 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 239000000306 component Substances 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 4
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 4
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000004354 Hydroxyethyl cellulose Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 229940013145 citric acid / tartaric acid Drugs 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000011417 postcuring Methods 0.000 description 3
- KANAPVJGZDNSCZ-UHFFFAOYSA-N 1,2-benzothiazole 1-oxide Chemical compound C1=CC=C2S(=O)N=CC2=C1 KANAPVJGZDNSCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940100555 2-methyl-4-isothiazolin-3-one Drugs 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L Calcium formate Chemical compound [Ca+2].[O-]C=O.[O-]C=O CBOCVOKPQGJKKJ-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003171 Poly (ethylene oxide) Polymers 0.000 description 2
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 2
- 239000006004 Quartz sand Substances 0.000 description 2
- KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N Sodium Chemical class [Na] KEAYESYHFKHZAL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N acetic acid;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanal;sodium Chemical compound [Na].CC(O)=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C=O DPXJVFZANSGRMM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 2
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000004281 calcium formate Substances 0.000 description 2
- 229940044172 calcium formate Drugs 0.000 description 2
- 235000019255 calcium formate Nutrition 0.000 description 2
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 2
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011116 calcium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 239000001506 calcium phosphate Substances 0.000 description 2
- 229910000389 calcium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011010 calcium phosphates Nutrition 0.000 description 2
- 239000001768 carboxy methyl cellulose Substances 0.000 description 2
- 235000019993 champagne Nutrition 0.000 description 2
- 150000003841 chloride salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 2
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 235000019447 hydroxyethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920003063 hydroxymethyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 229940031574 hydroxymethyl cellulose Drugs 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910001386 lithium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- BEGLCMHJXHIJLR-UHFFFAOYSA-N methylisothiazolinone Chemical compound CN1SC=CC1=O BEGLCMHJXHIJLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000002823 nitrates Chemical class 0.000 description 2
- JPMIIZHYYWMHDT-UHFFFAOYSA-N octhilinone Chemical compound CCCCCCCCN1SC=CC1=O JPMIIZHYYWMHDT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000021317 phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003013 phosphoric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019812 sodium carboxymethyl cellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229920001027 sodium carboxymethylcellulose Polymers 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 2
- QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H tricalcium bis(phosphate) Chemical compound [Ca+2].[Ca+2].[Ca+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O QORWJWZARLRLPR-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 2
- TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K trilithium;phosphate Chemical compound [Li+].[Li+].[Li+].[O-]P([O-])([O-])=O TWQULNDIKKJZPH-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 2
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 2
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 2
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 2
- NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M Acrylate Chemical compound [O-]C(=O)C=C NIXOWILDQLNWCW-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920001817 Agar Polymers 0.000 description 1
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 description 1
- 101000742346 Crotalus durissus collilineatus Zinc metalloproteinase/disintegrin Proteins 0.000 description 1
- 244000007835 Cyamopsis tetragonoloba Species 0.000 description 1
- 239000001856 Ethyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 241000206672 Gelidium Species 0.000 description 1
- 101000872559 Hediste diversicolor Hemerythrin Proteins 0.000 description 1
- 229920001479 Hydroxyethyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229920002153 Hydroxypropyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 239000004280 Sodium formate Substances 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002310 Welan gum Polymers 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 235000010419 agar Nutrition 0.000 description 1
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000845 anti-microbial effect Effects 0.000 description 1
- 239000004599 antimicrobial Substances 0.000 description 1
- 239000007900 aqueous suspension Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000001110 calcium chloride Substances 0.000 description 1
- 229910001628 calcium chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011148 calcium chloride Nutrition 0.000 description 1
- ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J calcium sulfate hemihydrate Chemical compound O.[Ca+2].[Ca+2].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O ZOMBKNNSYQHRCA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 239000001175 calcium sulphate Substances 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 description 1
- 239000000679 carrageenan Substances 0.000 description 1
- 235000010418 carrageenan Nutrition 0.000 description 1
- 229920001525 carrageenan Polymers 0.000 description 1
- 229940113118 carrageenan Drugs 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- PBJZAYSKNIIHMZ-UHFFFAOYSA-N ethyl carbamate;oxirane Chemical class C1CO1.CCOC(N)=O PBJZAYSKNIIHMZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001249 ethyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 229910001653 ettringite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 239000004744 fabric Substances 0.000 description 1
- 230000009969 flowable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 239000001863 hydroxypropyl cellulose Substances 0.000 description 1
- 229920003088 hydroxypropyl methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N isothiazolinone Chemical compound O=C1C=CSN1 MGIYRDNGCNKGJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 231100001231 less toxic Toxicity 0.000 description 1
- 229910003002 lithium salt Inorganic materials 0.000 description 1
- 159000000002 lithium salts Chemical class 0.000 description 1
- XKPJKVVZOOEMPK-UHFFFAOYSA-M lithium;formate Chemical compound [Li+].[O-]C=O XKPJKVVZOOEMPK-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 1
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 1
- 150000004682 monohydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000012766 organic filler Substances 0.000 description 1
- SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);titanium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Ti+4] SOQBVABWOPYFQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 235000011837 pasties Nutrition 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000049 pigment Substances 0.000 description 1
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 150000003254 radicals Chemical class 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 description 1
- 102220050130 rs187015338 Human genes 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000017550 sodium carbonate Nutrition 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 1
- HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M sodium formate Chemical compound [Na+].[O-]C=O HLBBKKJFGFRGMU-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 235000019254 sodium formate Nutrition 0.000 description 1
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
- UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L zinc;1-(5-cyanopyridin-2-yl)-3-[(1s,2s)-2-(6-fluoro-2-hydroxy-3-propanoylphenyl)cyclopropyl]urea;diacetate Chemical compound [Zn+2].CC([O-])=O.CC([O-])=O.CCC(=O)C1=CC=C(F)C([C@H]2[C@H](C2)NC(=O)NC=2N=CC(=CC=2)C#N)=C1O UHVMMEOXYDMDKI-JKYCWFKZSA-L 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/06—Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
- C04B40/0641—Mechanical separation of ingredients, e.g. accelerator in breakable microcapsules
- C04B40/065—Two or more component mortars
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/26—Carbonates
- C04B14/28—Carbonates of calcium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/10—Acids or salts thereof containing carbon in the anion
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
- C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D20/00—Setting anchoring-bolts
- E21D20/02—Setting anchoring-bolts with provisions for grouting
- E21D20/021—Grouting with inorganic components, e.g. cement
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH DRILLING; MINING
- E21D—SHAFTS; TUNNELS; GALLERIES; LARGE UNDERGROUND CHAMBERS
- E21D21/00—Anchoring-bolts for roof, floor in galleries or longwall working, or shaft-lining protection
- E21D21/008—Anchoring or tensioning means
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00715—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 for fixing bolts or the like
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
- F16B13/02—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose in one piece with protrusions or ridges on the shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
- F16B13/00—Dowels or other devices fastened in walls or the like by inserting them in holes made therein for that purpose
- F16B13/14—Non-metallic plugs or sleeves; Use of liquid, loose solid or kneadable material therefor
- F16B13/141—Fixing plugs in holes by the use of settable material
Abstract
Настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду. Кроме того, настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойком неорганическом строительном растворе для увеличения значений нагрузки, а также к способу огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня. Также описан способ приготовления огнестойкой неорганической системы строительного раствора. 3 н. и 10 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А, кроме того, содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду. В частности, настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах. Кроме того, настоящее изобретение относится к способу огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно, металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня.
На сегодняшний день доступны органические и неорганические системы строительного раствора, которые применяются для химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней. Например, органические системы, основанные на способных к свободнорадикальной полимеризации смолах, используются, когда желательно быстрое отверждение. Однако, общеизвестно, что такие системы являются загрязняющими окружающую среду, дорогостоящими, потенциально опасными и/или токсичными для окружающей среды и для работающего с ними человека, и их часто необходимо специально маркировать. Кроме того, органические системы часто демонстрируют значительное снижение или даже отсутствие устойчивости при термическом воздействии интенсивного солнечного света или температур, повышенных по иным причинам, например, 80-120°С, как например, горение, вследствие чего снижаются их механические характеристики в том, что касается химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней. Кроме того, органические системы строительного раствора часто не обладают какой-либо достаточной огнестойкостью, в частности, когда анкеры и вклеиваемые арматурные стержни подвергаются воздействию огня и тепла.
В том, что касается огнестойкости анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, то оценка приводится в критериях приемлемости ACI 355.4-11 и АС308, «Qualification of Post-Installed Adhesive Anchors in Concrete (ACI 355.4-11)» от Американского института бетона и «Acceptance Criteria for Post-Installed Adhesive Anchors in Concrete Elements (AC308, 2016)» от службы оценки ICC, соответственно.
В параграфе 10.24 ACI 355.4-11 установлено, что оценка устойчивости к воздействию огня должна основываться на признанном национальном стандарте для испытаний и оценки конструкционных элементов в условиях пожара. В соответствии с R10.24.1 в ACI 355.4-11 испытание анкеров в условиях воздействия пожара обычно состоит из установки статического веса на анкер в камере для испытаний при горении и измерения времени до разрушения на протяжении определенной зависимости времени от температуры. Несмотря на то, что для тестирования и оценки анкеров при воздействии огня были выпущены стандарты, существует мало указаний в отношении использования получающихся значений устойчивости при проектировании.
Так, в общем случае, любые химические анкеры могут использоваться при проектировании для условий пожара, если доступен стандарт, признанный на национальном уровне для их квалификации. Однако во многих городах использование химических анкеров не допускается, и вместо этого следует использовать распорные анкеры, или химический анкер должен быть рассчитан с пониженной допустимой нагрузкой для соответствующей степени огнестойкости.
Чтобы преодолеть эти недостатки, были разработаны преимущественно минеральные системы на основе алюминатного цемента. Алюминатный цемент в качестве своего основного компонента имеет однокальциевый алюминат и широко используется в строительстве и строительной индустрии, поскольку конечные продукты свидетельствуют о высоком уровне механических характеристик на протяжении продолжительных периодов времени. Кроме того, алюминатный цемент является устойчивым к основаниям и достигает своей предельной прочности быстрее, чем портландцемент, и способен выдерживать растворы сульфатов. Следовательно, алюминатные цементные системы являются предпочтительно используемыми в области химического закрепления.
Доступно несколько неорганических систем, таких как Cemeforce фирмы Sumitomo Osaka Cement Со Ltd, Япония; однокомпонентная инжекционная система, которую необходимо смешивать с водой перед применением, и два типа закрепляющих капсул Ambex фирмы Ambex Concrete Repair Solutions, Канада; капсулы с цементирующим содержимым, которые перед применением необходимо погружать в воду, а затем вставлять в высверленное отверстие.
Однако эти коммерчески доступные системы обладают несколькими недостатками, такими как наличие очень высоких усилий при дозировании, неприемлемая обработка при перемешивании, очень короткое время жизнестойкости, риск вымывания соединений в ведре с водой, плохое введение мягких/влажных капсул в глубокие высверленные отверстия, неоднородное содержимое, получение большого разброса значений нагрузки, а также наличие очень низких значений нагрузки, в частности, когда речь идет о химическом закреплении арматурных стержней и при проверке на степень огнестойкости, например при 250°С и выше. Кроме того, известно, что значения нагрузки снижаются при более высоких температурах, таких как 250°С и выше, по сравнению со значениями нагрузки, полученными при температуре окружающей среды, что указывает на то, что эти системы не подходят для применения в качестве огнестойких, а также они не могут гарантировать достаточное анкерное закрепление при повышенных температурах, которое необходимо при закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней.
Когда речь заходит об огнестойком химическом закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных поверхностях или основаниях, быстрое время отверждения не всегда желательно. В частности, когда речь идет о закреплении арматурных стержней, имеющих большую глубину анкеровки, это вызывает недовольство установщика, так как глубина анкеровки может достигать 2 метров, и необходим достаточный запас времени. Кроме того, большинство из известных систем не имеют достаточной текучести для большинства практических применений полученных композиций. Часто анкеры и арматурные стержни необходимо с усилием вставлять в высверленное отверстие, что делает установку очень трудной и неэффективной. Более того, такие композиции из предшествующего уровня техники также демонстрируют тенденцию к образованию трещин за относительно короткое время или не проявляют требуемых механических характеристик, в частности, под воздействием повышенных температур, таких как при пожаре.
Следовательно, существует потребность в огнестойкой, готовой к применению многокомпонентной системе, предпочтительно, огнестойкой двухкомпонентной системе, которая является превосходящей системы из предшествующего уровня техники в отношении аспектов окружающей среды, здоровья и безопасности, обработки, времени хранения и хорошего баланса между схватыванием и отверждением строительного раствора. В частности, большой интерес проявляется к предоставлению огнестойкой системы, которая может быть использована для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных поверхностях или основаниях, при отсутствии неблагоприятного влияния на обработку, характеристики и механические свойства этой системы химического закрепления, особенно при повышенных температурах, таких как 250°С и выше.
Следовательно, существует потребность в огнестойкой неорганической системе строительного раствора, предпочтительно, двухкомпонентной неорганической системе строительного раствора, которая является превосходящей системы из предшествующего уровня техники. В частности, представляет интерес предоставить систему, которая может быть использована для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, при отсутствии неблагоприятного влияния на обработку, характеристики и механические свойства этой огнестойкой системы химического закрепления. В частности, существует необходимость в системе, которая обеспечивает повышенные значения нагрузки по сравнению с известными системами, когда речь идет об огнестойком химическом закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, даже под воздействием повышенных температур, таких как при пожаре. Кроме того, огнестойкая многокомпонентная система анкерного закрепления должна иметь значения нагрузки, которые не уменьшаются при более высоких температурах, предпочтительно, они должны даже увеличиваться при более высоких температурах, таких как 250°С и выше, чтобы гарантировать достаточное анкерное закрепление при повышенных температурах, которое необходимо при закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней.
Кроме того, существует потребность улучшить значения нагрузки путем добавления наполнителей или частиц материалов, таких как огнестойкий неорганический химический анкер, чтобы снизить потребление более дорогого связующего материала или чтобы улучшить некоторые свойства смешанного материала.
Кроме того, целью настоящего изобретения является предоставление способа огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно, металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня.
Эти и другие задачи, которые станут очевидными из подтверждающего описания изобретения, решаются с помощью настоящего изобретения, как описано в независимых пунктах формулы изобретения. Зависимые пункты формулы изобретения относятся к предпочтительным вариантам исполнения.
В одном аспекте настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения. Компонент А, кроме того, содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.
В другом аспекте настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах.
Наконец, в другом аспекте настоящее изобретение относится к способу огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, отличающемуся тем, что для закрепления используется огнестойкая неорганическая система строительного раствора, которая содержит отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения, причем компонент А дополнительно содержит по меньшей мере один блокирующий агент, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду, и которая содержит аморфный карбонат кальция. Минеральные основания представляют собой основания, такие как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня.
Следующие термины и определения будут использоваться в контексте настоящего изобретения:
Как используется в контексте настоящего изобретения, формы единственного числа также включают соответствующее множественное число, если контекст явно не предписывает иное. Таким образом, термин в единственном числе должен означать «один или несколько» или «по меньшей мере один», если не указано иное.
Термин «алюминатный цемент» в контексте настоящего изобретения относится к кальциево-алюминатному цементу, который состоит преимущественно из гидравлически активных алюминатов кальция. Альтернативными названиями являются «высокоалюминатный цемент» или «Ciment fondu» на французском языке. Основной активный компонент кальциево-алюминатных цементов представляет собой однокальциевый алюминат (CaAl2O4, СаО⋅Al2O3, или СА в системе обозначений в химии цемента).
Термин «инициатор» в контексте настоящего изобретения относится к соединению или композиции, которая модифицирует химическую среду для начала конкретной химической реакции. В настоящем изобретении инициатор модифицирует значение рН суспензии строительного раствора, тем самым деблокируя гидравлическое связующее средство в конечной смеси.
Термин «замедлитель схватывания» в контексте настоящего изобретения относится к соединению или композиции, которая модифицирует химическую среду для задержки конкретной химической реакции. В настоящем изобретении замедлитель схватывания модифицирует способность к гидратации кальциево-алюминатного цемента суспензии строительного раствора, тем самым задерживая действие гидравлического связующего средства в конечной смеси.
Термин «начальное время схватывания» в контексте настоящего изобретения относится ко времени, за которое смесь компонента А и компонента В начинает схватываться после смешивания. В течение этого периода времени после смешивания смесь остается в форме более или менее текучей водной суспензии или пасты из твердых продуктов.
Авторами изобретения неожиданно было обнаружено, что добавление аморфного карбоната кальция к неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента, предпочтительно, на основе кальциево-алюминатного цемента, приводит к значительному увеличению значений нагрузки при повышенных температурах, таких как 250°С и выше, по сравнению с системой, не содержащей какого-либо аморфного карбоната кальция. Также было обнаружено, что добавление аморфного карбоната кальция не оказывает неблагоприятного воздействия на обработку, характеристики и механические свойства этой системы химического закрепления, в частности, при применении в течение длительного периода времени, а также при повышенных температурах, таких как 250°С и выше.
В частности, было обнаружено, что природный, мелкодисперсный, аморфный карбонат кальция, получаемый из чистого микрокристаллического мела из Шампани (из области Champagne crayeuse), играет важную роль в увеличении значений нагрузки при повышенных температурах. Такой аморфный карбонат кальция коммерчески доступен под названием Industrie Spezial® фирмы Omya International AG, Германия.
Следовательно, настоящее изобретение относится к применению аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащей отверждаемый компонент алюминатного цемента А и компонент инициатора В для инициирования процесса отверждения. В частности, компонент А, кроме того, содержит по меньшей мере один блокирующий агент, выбранный из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, по меньшей мере один пластификатор и воду, а компонент В содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.
Компонент А, который используется в настоящем изобретении, основан на алюминатном цементе (СА) или цементе из сульфоалюмината кальция (CAS). Компонент алюминатного цемента, который можно использовать в настоящем изобретении, предпочтительно представляет собой компонент алюминатного цемента, основанный на водной фазе кальциево-алюминатного цемента (САС). Алюминатный цемент, который следует использовать в настоящем изобретении, характеризуется быстрым схватыванием и быстрым отверждением, быстрым высыханием, превосходной стойкостью к коррозии и усадке. Такой кальциево-алюминатный цемент, подходящий для использования в настоящем изобретении, представляет собой, например, Ternal® White (Kerneos, Франция).
Если компонент А содержит смесь алюминатного цемента (САС) и сульфата кальция (CaSO4), то во время гидратации происходит быстрое образование эттрингита. В химии бетонов гидрат трисульфата гексакальцийалюмината, представленный общей формулой (СаО)6(Al2O3)(SO3)3⋅32 H2O или (СаО)3(Al2O3)(CaSO4)3⋅32H2O, образуется в результате реакции алюмината кальция с сульфатом кальция, что приводит к быстрому схватыванию и отверждению, а также к компенсации усадки или даже расширению.
При умеренном увеличении содержания сульфата может быть достигнута компенсация усадки.
Компонент А, который используется в настоящем изобретении, содержит по меньшей мере примерно 40% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 50% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 60% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 70% масс., от примерно 40% масс. до примерно 95% масс., предпочтительно, от примерно 50% масс. до примерно 85% масс., более предпочтительно, от примерно 60% масс. до примерно 80% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 70% масс. до примерно 78% масс. алюминатного цемента, в пересчете на общую массу компонента А.
Согласно альтернативному варианту исполнения изобретения компонент А, который используется, содержит по меньшей мере примерно 20% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 30% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 40% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 50% масс., от примерно 20% масс. до примерно 80% масс., предпочтительно, от примерно 30% масс. до примерно 70% масс., более предпочтительно, от примерно 35% масс. до примерно 60% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 40% масс. до примерно 55% масс., алюминатного цемента, в пересчете на общую массу компонента А, и по меньшей мере примерно 5% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 10% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 15% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 20% масс., от примерно 1% масс. до примерно 50% масс., предпочтительно, от примерно 5% масс. до примерно 40% масс., более предпочтительно, от примерно 10% масс. до примерно 30% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 15% масс. до примерно 25% масс., сульфата кальция, предпочтительно, полугидрата сульфата кальция, в пересчете на общую массу компонента А. В предпочтительном альтернативном варианте исполнения двухкомпонентной системы строительного раствора согласно настоящему изобретению соотношение CaSO4/CAC в компоненте А должно быть меньше или равно 35:65.
Блокирующий агент, содержащийся в компоненте А, который используется в настоящем изобретении, выбирается из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот, предпочтительно, представляет собой фосфорную кислоту или метафосфорную кислоту, наиболее предпочтительно, представляет собой фосфорную кислоту, в частности, 85%-ный водный раствор фосфорной кислоты. Компонент А содержит по меньшей мере примерно 0,1% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,3% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,4% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,5% масс., от примерно 0,1% масс. до примерно 20% масс., предпочтительно, от примерно 0,1% масс. до примерно 15% масс., более предпочтительно, от примерно 0,1% масс. до примерно 10% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 0,3% масс. до примерно 10% масс. указанного блокирующего агента, в пересчете на общую массу компонента А. В предпочтительном варианте исполнения компонент А содержит от примерно 0,3% масс. до примерно 10% масс. 85%-ного водного раствора фосфорной кислоты, в пересчете на общую массу компонента А. Предпочтительно, количества алюминатного цемента и/или цемента из сульфоалюмината кальция по массе относительно общей массы гидравлического связующего средства составляют больше, чем любое из следующих значений: 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, 95%, 99%, или составляют 100%.
Пластификатор, содержащийся в компоненте А, который используется в настоящем изобретении, выбирается из группы, состоящей из полимеров полиакриловой кислоты с низкой молекулярной массой (LMW), суперпластификаторов из семейства полифосфонатполиэтиленоксидов и поликарбонатполиэтиленоксидов и этакриловых суперпластификаторов из группы простых эфиров поликарбоксилатов и смесей из них, например, Ethacryl™ G (Coatex, Arkema Group, Франция), Acumer™ 1051 (Rohm and Haas, UK) или Sika® ViscoCrete®-20 HE (Sika, Германия). Подходящими пластификаторами являются коммерчески доступные продукты. Компонент А содержит по меньшей мере примерно 0,2% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,3% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,4% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,5% масс., от примерно 0,2% масс. до примерно 20% масс., предпочтительно, от примерно 0,3% масс. до примерно 15% масс., более предпочтительно, от примерно 0,4% масс. до примерно 10% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 0,5% масс. до примерно 5% масс. указанного пластификатора, в пересчете на общую массу компонента А.
В предпочтительном варианте исполнения компонент А, который используется в настоящем изобретении, кроме того, заключает в себе следующие характеристики, взятые по отдельности или в комбинации.
Компонент А может дополнительно содержать загущающий агент. Загущающие агенты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, могут быть выбраны из группы, состоящей из органических продуктов, таких как ксантановая смола, велановая смола или смола DIUTAN® (CPKelko, США), простые эфиры, производные от крахмала, простые эфиры, производные от гуара, полиакриламид, каррагинан, агар-агар, и минеральных продуктов, таких как глина, и их смесей. Подходящими загущающими агентами являются коммерчески доступные продукты. Компонент А содержит по меньшей мере примерно 0,01% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,1% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,2% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,3% масс., от примерно 0,01% масс. до примерно 10% масс., предпочтительно, от примерно 0,1% масс. до примерно 5% масс., более предпочтительно, от примерно 0,2% масс. до примерно 1% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 0,3% масс. до примерно 0,7% масс. указанного загущающего агента, в пересчете на общую массу компонента А.
Компонент А может, кроме того, содержать антибактериальный или биоцидный агент. Антибактериальные или биоцидные агенты, которые могут быть использованы в настоящем изобретении, могут быть выбраны из группы, состоящей из соединений семейства изотиазолинонов, таких как метилизотиазолинон (MIT), октилизотиазолинон (OIT) и бензоизотиазолинон (BIT), и их смесей. Подходящие антибактериальные или биоцидные агенты являются коммерчески доступными продуктами. В качестве примера упоминаются Ecocide K35R (Progiven, Франция) и Nuosept OB 03 (Ashland, Нидерланды). Компонент А содержит по меньшей мере примерно 0,001% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,005% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,01% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,015% масс., от примерно 0,001% масс. до примерно 1,5% масс., предпочтительно, от примерно 0,005% масс. до примерно 0,1% масс., более предпочтительно, от примерно 0,01% масс. до примерно 0,075% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 0,015% масс. до примерно 0,03% масс. указанного антибактериального или биоцидного агента, в пересчете на общую массу компонента А. В предпочтительном варианте исполнения компонент А содержит от примерно 0,015% масс. до примерно 0,03% масс. Nuosept OB 03, в пересчете на общую массу компонента А.
В альтернативном варианте исполнения компонент А содержит по меньшей мере один наполнитель, в частности, органический или минеральный наполнитель. Наполнитель, который может быть использован в настоящем изобретении, может быть выбран из группы, состоящей из кварцевого порошка, предпочтительно, из кварцевого порошка, имеющего средний размер зерна (d50%) примерно 16 мкм, кварцевого песка, глины, летучей золы, пирогенного диоксида кремния, карбонатных соединений, оксидов алюминия, пигментов, оксидов титана, легких наполнителей и их смесей. Подходящие минеральные наполнители представляют собой коммерчески доступные продукты. В качестве примера упоминается кварцевый порошок Millisil W12 или W6 (Quarzwerke GmbH, Германия). Компонент А содержит по меньшей мере примерно 1% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 2% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 5% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 8% масс., от примерно 1% масс. до примерно 50% масс., предпочтительно, от примерно 2% масс. до примерно 40% масс., более предпочтительно, от примерно 5% масс. до примерно 30% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 8% масс. до примерно 20% масс. указанного по меньшей мере одного наполнителя, в пересчете на общую массу компонента А.
Количество воды, содержащейся в компоненте А, который используется в настоящем изобретении, составляет по меньшей мере примерно 1% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 5% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 10% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 20% масс., от примерно 1% масс. до примерно 50% масс., предпочтительно, от примерно 5% масс. до примерно 40% масс., более предпочтительно, от примерно 10% масс. до примерно 30% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 15% масс. до примерно 25% масс., в пересчете на общую массу компонента А.
Наличие пластификатора, загущающего агента, а также антибактериального или биоцидного агента не изменяет общей неорганической природы цементирующего компонента А.
Компонент А, содержащий алюминатный цемент или цемент из сульфоалюмината кальция, присутствует в водной фазе, предпочтительно, в форме суспензии или пасты.
Аморфный карбонат кальция, используемый в неорганической системе строительного раствора для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях согласно настоящему изобретению, предпочтительно находится в форме аморфного карбоната кальция, имеющего средний размер частиц (d50%) в диапазоне от 1,2 до 2,8 мкм, более предпочтительно, от 1,5 до 2,5 мкм, наиболее предпочтительно, имеет средний размер частиц 2,4 мкм.
Аморфный карбонат кальция, используемый в настоящем изобретении, дополнительно характеризуется верхним срезом (d98%) в диапазоне от 1,0 до 30 мкм, предпочтительно, от 5,0 до 25 мкм, более предпочтительно, имеет верхний срез (d98%) 20 мкм.
Аморфный карбонат кальция, используемый в настоящем изобретении, дополнительно характеризуется процентным содержанием частиц < 2 мкм в диапазоне от 30 до 70, предпочтительно, от 30 до 60, более предпочтительно, процентным содержанием частиц < 2 мкм, составляющим 30.
Карбонат кальция, используемый в настоящем изобретении, дополнительно характеризуется остатком в диапазоне от 0,01 до 0,3%, предпочтительно, от 0,02 до 0,3%, более предпочтительно, имеет остаток примерно 0,3% на сите 45 мкм (определенный согласно стандарту ISO 787/7).
Аморфные карбонаты кальция, которые можно использовать в настоящем изобретении, представляют собой коммерчески доступные аморфные карбонаты кальция, такие как, например, фирмы Omya International AG, Германия, такой как Industrie Spezial®.
Предпочтительно, аморфный карбонат кальция, используемый согласно настоящему изобретению, содержится в компоненте инициатора В неорганической системы строительного раствора. В предпочтительном варианте исполнения настоящего изобретения аморфный карбонат кальция содержится в компоненте инициатора В, дополнительно содержащем инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду. Добавление аморфного карбоната кальция к неорганической системе строительного раствора, такой как огнестойкий неорганический химический анкер, должно снизить расход более дорогого связующего материала и улучшить некоторые свойства смешанного материала, в частности, увеличить значения нагрузки при повышенных температурах.
Особенно предпочтительно, чтобы компонент В, который используется в настоящем изобретении, содержал по меньшей мере примерно 1% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 2% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 3% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 4% масс., от примерно 1% масс. до примерно 30% масс., предпочтительно, от примерно 2% масс. до примерно 25% масс., более предпочтительно, от примерно 3% масс. до примерно 20% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 4% масс. до примерно 12% масс. аморфного карбоната кальция, имеющего средний размер частиц в диапазоне от 1 до 3 мкм, в пересчете на общую массу компонента В.
Компонент В, который используется в настоящем изобретении, содержит инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду. Для обеспечения достаточного времени обработки, при условии, что начальное время схватывания составляет по меньшей мере 5 мин или более, по меньшей мере один замедлитель схватывания, который предотвращает преждевременное отверждение композиции строительного раствора, используется в отдельной концентрации в дополнение к компоненту инициатора.
Инициатор, присутствующий в компоненте В, состоит из компонента активатора и компонента ускорителя, которые содержат смесь солей щелочных и/или щелочноземельных металлов.
В частности, компонент активатора состоит из по меньшей мере одной соли щелочного и/или щелочноземельного металла, выбранной из группы, состоящей из гидроксидов, хлоридов, сульфатов, фосфатов, моногидро-фосфатов, дигидрофосфатов, нитратов, карбонатов и их смесей, предпочтительно, компонент активатора представляет собой соль щелочного или щелочноземельного металла, более предпочтительно, представляет собой соль металла кальция, такую как гидроксид кальция, сульфат кальция, карбонат кальция, формиат кальция или фосфат кальция, соль металла натрия, такую как гидроксид натрия, сульфат натрия, карбонат натрия или фосфат натрия, или соль металла лития, такую как гидроксид лития, сульфат лития, карбонат лития или фосфат лития, наиболее предпочтительно, представляет собой гидроксид лития. В одном предпочтительном варианте исполнения гидроксид лития, используемый в компоненте В, представляет собой 10%-ный водный раствор гидроксида лития.
Компонент В содержит по меньшей мере примерно 0,01% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,02% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,05% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 1% масс., от примерно 0,01% масс. до примерно 40% масс., предпочтительно, от примерно 0,02% масс. до примерно 35% масс., более предпочтительно, от примерно 0,05% масс. до примерно 30% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 1% масс. до примерно 25% масс. указанного активатора, в пересчете на общую массу компонента В. В конкретном предпочтительном варианте исполнения активатор состоит из воды и гидроксида лития. Количество воды, содержащейся в компоненте В, составляет по меньшей мере примерно 1% масс., предпочтительно по меньшей мере примерно 5% масс., более предпочтительно по меньшей мере примерно 10% масс., наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 20% масс., от примерно 1% масс. до примерно 60% масс., предпочтительно от примерно 5% масс. до примерно 50% масс., более предпочтительно от примерно 10% масс. до примерно 40% масс., наиболее предпочтительно от примерно 15% масс. до 30% масс., в пересчете на общую массу компонента В. Количество гидроксида лития, содержащегося в компоненте В, составляет по меньшей мере примерно 0,1% масс., предпочтительно по меньшей мере примерно 0,5 % масс., более предпочтительно по меньшей мере примерно 1,0% масс., наиболее предпочтительно по меньшей мере примерно 1,5% масс., от примерно 0,1% масс. до примерно 5% масс., предпочтительно от примерно 0,5% масс. до примерно 4% масс., более предпочтительно от примерно 1,0% масс. до примерно 3% масс., наиболее предпочтительно от примерно 1,5% масс. до примерно 2,5% масс., в пересчете на общую массу компонента В. В наиболее предпочтительном варианте исполнения компонент В содержит примерно от 2,0% масс. до примерно 20% масс. 10%-ного водного раствора гидроксида лития, в пересчете на общую массу компонента В.
Компонент ускорителя состоит из по меньшей мере одной соли щелочного и/или щелочноземельного металла, выбранной из группы, состоящей из гидроксидов, хлоридов, сульфатов, фосфатов, моногидрофосфатов, дигидрофосфатов, нитратов, карбонатов и их смесей, предпочтительно, компонент ускорителя представляет собой соль щелочного или щелочноземельного металла, еще предпочтительнее, представляет собой водорастворимую соль щелочного или щелочноземельного металла, более предпочтительно, представляет собой соль металла кальция, такую как гидроксид кальция, сульфат кальция, карбонат кальция, хлорид кальция, формиат кальция или фосфат кальция, соль металла натрия, такую как гидроксид натрия, сульфат натрия, карбонат натрия, хлорид натрия, формиат натрия или фосфат натрия, или соль металла лития, такую как гидроксид лития, сульфат лития, моногидрат сульфата лития, карбонат лития, хлорид лития, формиат лития или фосфат лития, наиболее предпочтительным является сульфат лития или моногидрат сульфата лития. Компонент В содержит по меньшей мере примерно 0,01% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,05% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,1% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 1,0% масс., от примерно 0,01% масс. до примерно 25% масс., предпочтительно, от примерно 0,05% масс. до примерно 20% масс., более предпочтительно, от примерно 0,1% масс. до примерно 15% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 1,0% масс. до примерно 10% масс. указанного ускорителя, в пересчете на общую массу компонента В.
В конкретном предпочтительном варианте исполнения компонента В, который используется в настоящем изобретении, соотношение 10%-ного водного раствора гидроксида лития/сульфата лития или моногидрата сульфата лития находится в диапазоне от 10/1 до 6/1.
По меньшей мере один замедлитель схватывания, содержащийся в компоненте В, который используется в настоящем изобретении, выбирается из группы, состоящей из лимонной кислоты, винной кислоты, молочной кислоты, салициловой кислоты, глюконовой кислоты и их смесей, предпочтительно, представляет собой смесь лимонной кислоты и винной кислоты. Компонент В содержит по меньшей мере примерно 0,1% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,2% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,5% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 1,0% масс., от примерно 0,1% масс. до примерно 25% масс., предпочтительно, от примерно 0,2% масс. до примерно 15% масс., более предпочтительно, от примерно 0,5% масс. до примерно 15% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 1,0% масс. до примерно 10% масс. указанного замедлителя схватывания, в пересчете на общую массу компонента В.
В конкретном предпочтительном варианте исполнения компонента В, который используется в настоящем изобретении, соотношение лимонной кислоты/винной кислоты составляет 1,6/1.
По меньшей мере один минеральный наполнитель, в дополнение к аморфному карбонату кальция, содержащийся в компоненте В, который используется в настоящем изобретении, выбирается из группы, состоящей из известняковых наполнителей, песка, оксида алюминия, измельченных камней, гравия, гальки и их смесей, предпочтительными являются известняковые наполнители, такие как различные карбонаты кальция. По меньшей мере один минеральный наполнитель предпочтительно выбирается из группы, состоящей из известняковых наполнителей или кварцевых наполнителей, таких как кварцевый порошок Millisil W12 или W6 (Quarzwerke GmbH, Германия) и кварцевый песок. По меньшей мере один минеральный наполнитель компонента В наиболее предпочтительно представляет собой карбонат кальция или смесь карбонатов кальция. Компонент В содержит по меньшей мере примерно 30% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 40% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 50% масс., еще более предпочтительно, по меньшей мере примерно 60% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 70% масс., от примерно 30% масс. до примерно 95% масс., предпочтительно, от примерно 35% масс. до примерно 90% масс., более предпочтительно, от примерно 40% масс. до примерно 85% масс., еще более предпочтительно, от примерно 45% масс. до примерно 80% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 50% масс. до примерно 75% масс. по меньшей мере одного минерального наполнителя, в пересчете на общую массу компонента В.
Предпочтительно, чтобы по меньшей мере один минеральный наполнитель имел средний размер частиц не более 500 мкм, более предпочтительно, не более 400 мкм, наиболее предпочтительно, не более 350 мкм.
В конкретном предпочтительном варианте исполнения по меньшей мере один минеральный наполнитель, содержащийся в компоненте В, представляет собой смесь трех различных карбонатов кальция, то есть, мелких фракций карбоната кальция, таких как различные типы Omyacarb® (Omya International AG, Германия). Наиболее предпочтительно, первый карбонат кальция имеет средний размер частиц (d50%) примерно 3,2 мкм и остаток, составляющий 0,05% на сите 45 мкм (определенный в соответствии со стандартом ISO 787/7). Второй карбонат кальция имеет средний размер частиц (d50%) примерно 7,3 мкм и остаток, составляющий 0,5% на сите 140 мкм (определенный в соответствии со стандартом ISO 787/7). Третий карбонат кальция имеет средний размер частиц (d50%) примерно 83 мкм и остаток, составляющий 1,0% на сите 315 мкм (определяется согласно стандарту ISO 787/7). В конкретном предпочтительном варианте исполнения компонента В соотношение первого карбоната кальция/второго карбоната кальция/третьего карбоната кальция составляет 1/2,6/4.
В конкретном предпочтительном альтернативном варианте исполнения по меньшей мере один минеральный наполнитель, содержащийся в компоненте В, представляет собой смесь трех различных кварцевых наполнителей. Наиболее предпочтительно, первый кварцевый наполнитель представляет собой кварцевый песок, имеющий средний размер частиц (d50%) примерно 240 мкм. Второй кварцевый наполнитель представляет собой кварцевый порошок, имеющий средний размер частиц (d50%) примерно 40 мкм. Третий кварцевый наполнитель представляет собой кварцевый порошок, имеющий средний размер частиц (d50%) примерно 15 мкм. В конкретном предпочтительном варианте исполнения компонента В, который используется в настоящем изобретении, соотношение первого кварцевого наполнителя/второго кварцевого наполнителя/третьего кварцевого наполнителя составляет 3/2/1.
В предпочтительном варианте исполнения компонент В, кроме того, заключает в себе следующие характеристики, взятые отдельно или в комбинации.
Компонент В может дополнительно содержать загущающий агент. Загущающий агент, который должен использоваться в настоящем изобретении, может быть выбран из группы, состоящей из бентонита, диоксида кремния, кварца, загущающих агентов на основе акрилата, таких как растворимые в щелочах или способные набухать в щелочах эмульсии, пирогенный диоксид кремния, глина и титанатные хелатирующие агенты. В качестве примеров упоминаются поливиниловый спирт (PVA), гидрофобно модифицированные растворимые в щелочах эмульсии (HASE), гидрофобно модифицированные этиленоксидные уретановые полимеры, известные в данной области техники как HEUR, и целлюлозные загустители, такие как гидроксиметилцеллюлоза (НМС), гидроксиэтилцеллюлоза (НЕС), гидрофобно модифицированная гидроксиэтилцеллюлоза (НМНЕС), натрийкарбоксиметилцеллюлоза (SCMC), натрийкарбоксиметил-2-гидроксиэтилцеллюлоза, 2-гидроксипропилметилцеллюлоза, 2-гидроксиэтилметилцеллюлоза, 2-гидроксибутилметилцеллюлоза, 2-гидроксиэтилэтилцеллюлоза, 2-гидроксипропилцеллюлоза, аттапульгитная глина и их смеси. Подходящими загущающими агентами являются коммерчески доступные продукты, такие как Optigel WX (BYK-Chemie GmbH, Германия), Rheolate 1 (Elementis GmbH, Германия) и Acrysol ASE-60 (The Dow Chemical Company). Компонент В содержит по меньшей мере примерно 0,01% масс., предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,05% масс., более предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,1% масс., наиболее предпочтительно, по меньшей мере примерно 0,2% масс., от примерно 0,01% масс. до примерно 15% масс., предпочтительно, от примерно 0,05% масс. до примерно 10% масс., более предпочтительно, от примерно 0,1% масс. до примерно 5% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 0,2% масс. до примерно 1% масс. указанного загущающего агента, в пересчете на общую массу компонента В.
Присутствие замедлителя схватывания и загущающего агента не изменяет общей неорганической природы цементирующего компонента В.
Компонент В, содержащий инициатор и замедлитель схватывания, присутствует в водной фазе, предпочтительно, в форме суспензии или пасты.
Предпочтительно, чтобы значение рН компонента В было выше 10, более предпочтительно, выше 11 и, наиболее предпочтительно, было выше 12, в частности, в диапазоне между 10 и 14, предпочтительно, между 11 и 13.
Особенно предпочтительно, чтобы доли воды в двух компонентах, а именно, компоненте А и компоненте В, выбирались таким образом, чтобы соотношение воды и алюминатного цемента (W/CAC) или воды и цемента из сульфоалюмината кальция (W/CAS) в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, находилось ниже 1,5, предпочтительно между 0,2 и 1,2, наиболее предпочтительно, между 0,3 и 1,1. В предпочтительном варианте исполнения соотношение воды и кальциево-алюминатного цемента, содержащего сульфат кальция (W/(CAC+CaSO4)), в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, составляет 1,0.
Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы доля лития в компоненте В выбиралась таким образом, чтобы соотношение лития и алюминатного цемента (Li/CAC) и лития и цемента из сульфоалюмината кальция (Li/CAS) в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, находилось ниже 0,05, предпочтительно, между 0,001 и 0,05, наиболее предпочтительно, между 0,005 и 0,01. В конкретном предпочтительном варианте исполнения доля гидроксида лития в компоненте В выбирается таким образом, чтобы соотношение кальциево-алюминатного цемента, содержащего сульфат кальция, и гидроксида лития ((CAC+CaSO4)/LiOH) в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, находилось в диапазоне от 1,3:1 до 12,5:1.
Особенно предпочтительно, чтобы аморфный карбонат кальция в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, присутствовал в диапазоне от примерно 1,0% масс. до 15,0% предпочтительно, от примерно 1,5% масс. до 14,0% масс., более предпочтительно, от примерно 2,0% масс. до 13,0% масс., наиболее предпочтительно, от примерно 3,0% масс. до 10,0% масс.
Кроме того, особенно предпочтительно, чтобы доля замедлителя схватывания в компоненте В выбиралась таким образом, чтобы соотношение лимонной кислоты/винной кислоты и алюминатного цемента и лимонной кислоты/винной кислоты и цемента из сульфоалюмината кальция в продукте, полученном смешиванием компонентов А и В, находилось ниже 0,5, предпочтительно, между 0,005 и 0,4, наиболее предпочтительно, между 0,007 и 0,3.
В наиболее предпочтительном варианте исполнения компонент А содержит или состоит из следующих компонентов:
от 70 до 80% масс. алюминатного цемента, в качестве альтернативы, от 40 до 60% масс. алюминатного цемента и от 15 до 25% масс. сульфата кальция,
от 0,5 до 1,5% масс. фосфорной кислоты,
от 0,5 до 1,5% масс. пластификатора,
от 0,001 до 0,05% масс. антимикробного или биоцидного агента,
при необходимости от 5 до 20% масс. минеральных наполнителей и
от 15 до 25% масс. воды.
В наиболее предпочтительном варианте исполнения компонент В содержит или состоит из следующих компонентов:
от 4,0 до 20% масс. аморфного карбоната кальция,
от 0,1% масс. до 4% масс. гидроксида лития,
от 0,1% масс. до 5% масс. сульфата лития или моногидрата сульфата лития,
от 0,05% масс. до 5% масс. лимонной кислоты,
от 0,05% масс. до 4% масс. винной кислоты,
от 35% масс. до 45% масс. первого минерального наполнителя,
от 15% масс. до 30% масс. второго минерального наполнителя,
от 5,0% масс. до 20% масс. третьего минерального наполнителя,
от 0,01% масс. до 0,5% масс. загущающего агента и
от 15% масс. до 25% масс. воды.
Компонент А, который используется в настоящем изобретении, может быть получен следующим образом: блокирующий агент, содержащий фосфор, смешивают с водой, так что значение рН полученной смеси составляет примерно 2. Добавляют пластификатор и смесь гомогенизируют. Алюминатный цемент, при желании сульфат кальция и при желании минеральный наполнитель предварительно смешивают и поэтапно добавляют к этой смеси при увеличении скорости перемешивания, так что значение рН полученной смеси составляет примерно 4. Наконец, добавляют загущающий агент и антибактериальный/биоцидный агент и перемешивают до полной гомогенизации смеси.
Компонент В, который используется в настоящем изобретении, может быть получен следующим образом: ускоритель растворяют в водном растворе активатора с последующим дальнейшим добавлением замедлителя схватывания и гомогенизацией смеси. Наполнитель (наполнители) добавляют поэтапно при увеличении скорости перемешивания до тех пор, пока смесь не гомогенизируется. Наконец, добавляют загущающий агент до полной гомогенизации смеси.
Компоненты А и В присутствуют в водной фазе, предпочтительно, в форме суспензии или пасты. В частности, компоненты А и В имеют внешний вид от пастообразного до текучего, согласно их соответствующим композициям. В одном предпочтительном варианте исполнения компонент А и компонент В находятся в форме пасты, тем самым предотвращая оседание во время смешивания этих двух компонентов.
Массовое соотношение между компонентом А и компонентом В (А/В) предпочтительно находится между 7/1 и 1/3, предпочтительно, составляет 1/3. Предпочтительно, композиция смеси содержит 25% масс. компонента А и 75% масс. компонента В. В альтернативном варианте исполнения композиция смеси содержит 75% масс. компонента А и 25% масс. компонента В.
Огнестойкая неорганическая система строительного раствора, предпочтительно, огнестойкая двухкомпонентная неорганическая система строительного раствора, имеет минеральную природу, на которую не влияет присутствие дополнительных загустителей других агентов.
Предпочтительно, чтобы огнестойкая неорганическая система строительного раствора имела начальное время схватывания по меньшей мере 5 мин, предпочтительно, по меньшей мере 10 мин, более предпочтительно, по меньшей мере 15 мин, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 20 мин, в частности, в диапазоне от примерно 5 до 25 мин, предпочтительно, в диапазоне от примерно 10 до 20 мин, после смешивания двух компонентов А и В.
В многокомпонентной огнестойкой неорганической системе строительного раствора, в частности, огнестойкой двухкомпонентной неорганической системе строительного раствора, объемное соотношение цементирующего компонента А и компонента инициатора В составляет от 1:1 до 7:1, предпочтительно, составляет 3:1. В альтернативном варианте исполнения объемное отношение цементирующего компонента А и компонента инициатора В составляет от 1:3 до 1:2.
После изготовления по отдельности компонент А и компонент В вводят в отдельные контейнеры, из которых они выталкиваются с помощью механических устройств и проводятся сквозь смесительное устройство. Неорганическая система строительного раствора предпочтительно представляет собой готовую для использования систему, в которой компоненты А и В расположены отдельно друг от друга в многокамерном устройстве, таком как многокамерный картридж и/или многокамерный цилиндр, или в двухкомпонентных капсулах, предпочтительно, в двухкамерном картридже или в двухкомпонентных капсулах. Многокамерная система предпочтительно включает два или более мешка из фольги для разделения отверждаемого компонента А и компонента инициатора В. Составляющие камер или мешков, которые смешиваются вместе с помощью смесительного устройства, предпочтительно, посредством статического смесителя, можно вводить в высверленное отверстие. Также возможна компоновка в многокамерных картриджах или ведрах или наборах емкостей.
Отверждаемая композиция алюминатного цемента, выходящая из статического смесителя, во время огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней вводится непосредственно в высверленное отверстие, которое соответственно требуется для закрепления этих анкеров и вклеиваемых арматурных стержней и было первоначально сделано в минеральном основании, после чего конструкционный элемент, который следует закрепить, например, анкерный стержень, вставляется и выравнивается, после чего композиция строительного раствора схватывается и отверждается. В частности, эта огнестойкая неорганическая система строительного раствора должна рассматриваться как огнестойкий химический анкер для закрепления металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней.
Не ограничиваясь какой-либо теорией, блокирующий агент, присутствующий в компоненте А, ингибирует солюбилизацию алюмината (алюминатов) кальция в воде, тем самым останавливая гидратацию цемента, которая приводит к отверждению смеси. После добавления компонента инициатора В значение рН изменяется и цементирующий компонент А деблокируется, а реакция гидратации алюмината (алюминатов) кальция запускается. Поскольку эта реакция гидратации катализируется и ускоряется присутствием солей щелочных металлов, в частности, солей лития, она имеет начальное время схватывания менее 5 мин. Чтобы замедлить это время быстрого отверждения (начальное время схватывания), предпочтительно, чтобы по меньшей мере один замедлитель схватывания, содержащийся в компоненте В, который используется в настоящем изобретении, был выбран таким образом, чтобы после смешивания двух компонентов А и В получить начальное время схватывания по меньшей мере 5 мин, предпочтительно, по меньшей мере 10 мин, более предпочтительно, по меньшей мере 15 мин, наиболее предпочтительно, по меньшей мере 20 мин, в частности, в интервале от примерно 5 до 25 мин, предпочтительно, в интервале от примерно 10 до 20 мин.
Считается, что роль аморфного карбоната кальция заключается в том, чтобы представлять собой источник легкодоступного растворимого карбоната кальция, что приводит к дополнительному последующему отверждению отвержденной смеси при воздействии тепла, как в случае пожара, что приводит к увеличенной степени гидратации, увеличивая тем самым механическую прочность отвержденной смеси.
Роль минеральных наполнителей, в дополнение к аморфному карбонату кальция, в частности, в компоненте В, заключается в том, чтобы дополнительно регулировать конечные характеристики в отношении механической прочности и эксплуатационных качеств, а также долговременной устойчивости. Путем оптимизации наполнителей возможно оптимизировать соотношение вода/алюминатный цемент, что создает возможность для эффективной и быстрой гидратации алюминатного цемента.
Огнестойкая неорганическая система строительного раствора, содержащая аморфный карбонат кальция, может быть использована для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно, металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, таких как анкерные стержни, в частности, резьбовые стержни, болты, стальные арматурные стержни или тому подобное, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня. В частности, эта огнестойкая неорганическая система строительного раствора может быть использована для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, таких как металлические анкеры и вклеиваемые арматурные стержни, в высверленных отверстиях. Было обнаружено, что применение аморфного карбоната кальция в такой огнестойкой неорганической системе строительного раствора значительно увеличивает значения нагрузки и, следовательно, допустимую нагрузку в высверленных отверстиях при повышенных температурах, таких как 250°С и выше. Повышенная температурная стойкость приводит к лучшей эксплуатационной способности для целей анкерного закрепления при более высоких температурах, таких как температуры, присутствующие в области высверленного отверстия фасадных креплений, которые подвергаются интенсивному солнечному свету или другим повышенным температурам, таким как при пожаре. В частности, эта огнестойкая двухкомпонентная система строительного раствора согласно настоящему изобретению имеет значения нагрузки, которые не уменьшаются при более высоких температурах, они даже увеличиваются при более высоких температурах, таких как 250°С и выше, по сравнению с известными системами, чтобы гарантировать удовлетворительное анкерное закрепление при повышенных температурах, которое необходимо при закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней.
Следовательно, применение аморфного карбоната кальция согласно настоящему изобретению, в дополнение к минеральным наполнителям, присутствующим в неорганической системе строительного раствора, является особенно важным для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах, таких как 250°С и выше. Кроме того, добавление аморфного карбоната кальция к материалам, таким как огнестойкие неорганические химические анкеры, является благоприятным для снижения расхода более дорогого связующего материала или улучшения некоторых свойств смешанного материала.
Аморфный карбонат кальция, содержащийся в неорганическом строительном растворе, применяется, в частности, в способе огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно, металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня.
Кроме того, огнестойкая неорганическая система строительного раствора, содержащая аморфный карбонат кальция, может быть использована для огнестойкого прикрепления волокон, холстов, тканей или композитов, в частности, высокомодульных волокон, предпочтительно, углеродных волокон, в частности, для усиления строительных конструкций, например, стен или потолков или полов, или, кроме того, для монтажа компонентов, таких как плиты или блоки, например, изготовленных из камня, стекла или пластика, на зданиях или элементах конструкции. Однако, в частности, она используется для закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, предпочтительно, металлических анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, таких как анкерные стержни, в частности, резьбовые стержни, болты, стальные арматурные стержни или тому подобное, в углублениях, таких как высверленные отверстия, в минеральных основаниях, таких как конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня, при котором компоненты этой двухкомпонентной неорганической системы строительного раствора предварительно смешивают, например, с помощью статического смесителя или путем разрушения картриджа или пластикового пакета, или путем смешивания компонентов многокамерных ведер или наборов емкостей.
Следующий пример иллюстрирует изобретение, без возникновения при этом каких либо ограничений.
ПРИМЕРЫ
1. Получение компонента А и компонента В
Цементирующий компонент А, а также компонент инициатора В из примера согласно изобретению 1 и примеров для сравнения с 2 по 5 первоначально получают путем смешивания компонентов, указанных в Таблицах 1 и 2 соответственно. Приведенные пропорции выражены в % масс.
Типичный протокол смешивания для компонента А заключается в следующем: взвешивание необходимого количества воды, введение воды в емкость для смешивания и медленное добавление к ней фосфорной кислоты при перемешивании с помощью диска аппарата для растворения при 150 об/мин в течение 2 минут; добавление пластификатора и гомогенизация при скорости от 150 до 200 об/мин в течение 2-3 минут; поэтапное добавление алюминатного цемента (Ternal White®) при непрерывном увеличении скорости перемешивания при возрастающей вязкости от 200 об/мин до 2000 об/мин, чтобы избежать образования комков, после этого дополнительное перемешивание в вакууме (150 мбар) при скорости вращения диска аппарата для растворения 2000 об/мин и скорости вращения вала 220 об/мин в течение 5 минут; медленное добавление загущающего агента и перемешивание при скорости вращения диска аппарата для растворения 3000 об/мин и скорости вращения вала 220 об/мин в течение 3 - 5 минут; добавление антибактериального или биоцидного агента и гомогенизация в вакууме (150 мбар) при скорости вращения диска аппарата для растворения 3000 об/мин и скорости вращения вала 440 об/мин в течение 5 минут; наконец, перемешивание в вакууме (100 мбар) при скорости вращения диска аппарата для растворения 1500 об/мин и скорости вращения вала 220 об/мин в течение 10 минут.
Фосфорная кислота 85% поставляется в продажу фирмой Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Германия; Ethacryl G поставляется в продажу фирмой Coatex S.A., Франция; Ternal White® поставляется в продажу фирмой Kerneos S.A., Франция; Xanthan Gum поставляется в продажу фирмой Kremer Pigmente GmbH & CO. KG, Германия; Nuosept OB 03 поставляется в продажу фирмой Ashland Nederland B.V., Нидерланды.
Типичный протокол смешивания для компонента В заключается в следующем: растворение моногидрата сульфата лития в 10%-ном водном растворе гидроксида лития и воде с последующим растворением в этой смеси лимонной кислоты и винной кислоты и полной гомогенизацией ее при 400 об/мин; постепенное добавление наполнителя, начиная с самого крупнозернистого наполнителя и заканчивая самым мелким наполнителем, добавление карбоната кальция с соответствующим размером частиц, варьирующимся от 1 до 3 мкм, при увеличении скорости перемешивания от 250 об/мин до 1700 об/мин и продолжение его гомогенизации при 1700 об/мин в течение 2 - 3 мин; наконец, добавление загущающего агента при перемешивании и увеличение скорости перемешивания до 2200 об/мин; в завершение, продолжение гомогенизации при 2200 об/мин в течение 5 мин.
LiOH 10% (в воде) поставляется в продажу фирмой Bernd Kraft GmbH, Германия; Li2SO4 моногидрат поставляется в продажу фирмой Alfa Aesar GmbH & Co. KG, Германия; лимонная кислота поставляется в продажу фирмой Sigma-Aldrich Chemie GmbH, Германия; винная кислота поставляется в продажу фирмой BCD Chemie GmbH, Германия; 1Omyacarb 130-AI, 2Omyacarb 15-H AI, 3Omyacarb 2-AI, 4Аморфный СаСО3 Industrie Spezial, 5Durcal 2, 6OmyaBrite 1300X-OM, 7OmyaWhite 18-ОМ поставляются в продажу фирмой Omya International AG, Германия; Optigel WX поставляется в продажу фирмой BYK Chemie GmbH, Германия.
2. Определение механических характеристик
Испытания проводились в бетоне С20/25 без трещин. Бетон, используемый для испытаний, соответствует стандарту EN 206 и соответствует требованиям ETAG 001, Приложению А. Для целей установки высверленное отверстие сверлили (диаметр высверленного отверстия 16 мм) и очищали, впрыскивали строительный раствор, а арматурный стержень вводили при нормальной температуре окружающей среды в соответствии с MPII. После изготовления по отдельности, цементирующий компонент А и компонент инициатора В соответственно из примеров для сравнения и примера согласно изобретению были введены в жесткий картридж и введены в высверленное отверстие посредством статического смесителя в объемном соотношении 1:3. Все образцы были введены в высверленное отверстие с помощью дозирующего устройства. Высверленное отверстие было сделано путем ударного сверления.
Диаметр арматурного стержня был равен 12 мм. Глубина анкеровки этого арматурного стержня равнялась 120 мм. В испытаниях время отверждения образцов при комнатной температуре составляло 24 часа, а затем бетонный блок с этими арматурными стержнями помещали в печь и нагревали до 250°С. Испытания по вытягиванию стержня осуществлялись при 250°С после 3 дней поддержания вышеуказанной температуры.
Средняя разрушающая нагрузка определяется путем вытягивания по центру арматурного стержня с креплением вплотную, с применением гидравлического инструмента. Четыре арматурных стержня в каждом случае закреплены на месте, а их значения нагрузки определяются после отверждения в течение 3 дней при 250°С как среднее значение. Предельные разрушающие нагрузки рассчитываются как прочности сцепления и приводятся в Н/мм2 в Таблице 3.
Как это можно увидеть из Таблицы 3, система согласно изобретению демонстрирует значительную прочность сцепления после 3 дней при 250°С. По сравнению с примерами для сравнения, которые содержат кристаллический карбонат кальция, можно видеть, что система согласно изобретению обладает сильным эффектом последующего отверждения при повышенных температурах, что приводит к очень высоким значениям нагрузки, с учетом того, каким обладает система, содержащая кристаллический карбонат кальция.
Система согласно изобретению демонстрирует повышенную прочность сцепления при 250°С, составляющую по меньшей мере 5 Н/мм2 в сравнении с прочностью сцепления, достигнутой спустя 1 день при температуре окружающей среды, что указывает на желаемый эффект последующего отверждения, вместо ослабления связующей матрицы под действием повышенной температуры. Система согласно изобретению демонстрирует повышенное значение нагрузки и, следовательно, улучшенную механическую прочность, когда речь идет об огнестойком химическом закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, по сравнению с системой для сравнения, не содержащей какого-либо аморфного карбоната кальция. Добавление аморфного карбоната кальция приводит к значительному увеличению значений нагрузки по сравнению с системами, не содержащими какого-либо аморфного карбоната кальция. Кроме того, было показано, что характеристики значительно улучшаются в высверленных отверстиях, когда требуются высокие значения нагрузки. Кроме того, было обнаружено, что системы согласно изобретению, содержащие аморфный карбонат кальция, не демонстрируют никаких микротрещин после отверждения. Следовательно, системы согласно изобретению обеспечивают плотную, герметичную систему закрепления, что является важным предварительным условием для получения улучшенной устойчивости к коррозии и к перепадам температур, а также обеспечивают высокие значения нагрузки при повышенных температурах.
Кроме того, по сравнению с инжекционными строительными растворами на основе органических смол, прочность сцепления которых при повышенных температурах показывает значительное, неприемлемое снижение в значениях нагрузки, при 250°С иногда близкое к нулю в органических системах, тогда как пример согласно изобретению увеличивает свою прочность сцепления. Как это было показано выше, огнестойкая двухкомпонентная система строительного раствора, содержащая аморфный карбонат кальция, согласно настоящему изобретению обеспечивает механическую прочность, сравнимую с этой характеристикой у органических систем, но ее по существу минеральный состав делает ее намного менее токсичной и очень мало загрязняющей для окружающей среды, а также допускает более экономичное производство, чем у известной системы из предшествующего уровня техники.
Кроме того, было показано, что огнестойкая многокомпонентная система, в частности, огнестойкая двухкомпонентная система строительного раствора, преодолевает недостатки систем из предшествующего уровня техники. В частности, эта огнестойкая двухкомпонентная система строительного раствора, которая является готовой к применению, может быть простой в обращении и является экологически безопасной, может стабильно храниться в течение определенного периода времени перед использованием, демонстрирует хороший баланс между схватыванием и отверждением и по-прежнему обладает отличными механическими характеристиками, когда речь идет об огнестойком химическом закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней, даже под воздействием повышенных температур, таких как при пожаре. Кроме того, огнестойкая многокомпонентная система анкерного закрепления имеет значения нагрузки, которые увеличиваются при более высоких температурах, таких как 250°С, чтобы гарантировать достаточное анкерное закрепление при повышенных температурах, которое необходимо при закреплении анкеров и вклеиваемых арматурных стержней.
И наконец, как это было показано выше, добавление аморфного карбоната кальция к материалам, таким как огнестойкие неорганические химические анкеры, приводит к увеличению значений нагрузки и в то же самое время снижает расход более дорогого связующего материала и улучшает некоторые свойства смешанного материала, например, обеспечивает плотную, герметичную систему закрепления, что является важным предварительным условием для получения улучшенной устойчивости к коррозии и к перепадам температур.
Claims (13)
1. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора для химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, содержащая аморфный карбонат кальция, компонент А - алюминатный цемент, содержащий по меньшей мере один блокирующий агент и по меньшей мере один пластификатор, и компонент В - инициатор отверждения, содержащий по меньшей мере один инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду.
2. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, в которой компонент алюминатного цемента А представляет собой компонент алюминатного цемента на основе водной фазы кальциево-алюминатного цемента.
3. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, в которой по меньшей мере один блокирующий агент выбирают из группы, состоящей из фосфорной кислоты, метафосфорной кислоты, фосфористой кислоты и фосфоновых кислот.
4. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, в которой карбонат кальция имеет остаток 0,3 % на сите 45 мкм.
5. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, где аморфный карбонат кальция содержится в компоненте инициатора B неорганической системы строительного раствора.
6. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 5, в которой аморфный карбонат кальция, содержащийся в компоненте инициатора B, присутствует в диапазоне от примерно 3,0 % масс. до 20,0 % масс. в пересчете на общую массу компонента B.
7. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, в которой компонент инициатора B содержит смесь солей щелочных и/или щелочноземельных металлов, по меньшей мере один замедлитель схватывания, выбранный из группы, состоящей из лимонной кислоты, винной кислоты, молочной кислоты, салициловой кислоты, глюконовой кислоты и их смесей, и по меньшей мере один минеральный наполнитель, выбранный из группы, состоящей из известняковых наполнителей, песка, корунда, доломита, устойчивого к щелочам стекла, дробленого камня, гравия, гальки и их смесей.
8. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 7, в которой смесь солей щелочных и/или щелочноземельных металлов представляет собой смесь солей металла лития.
9. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, где анкеры и вклеиваемые арматурные стержни представляют собой анкерные стержни, резьбовые анкерные стержни, болты или стальные арматурные стержни.
10. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, где минеральные основания представляют собой конструкции, изготовленные из кирпичной кладки, бетона, проницаемого бетона или природного камня.
11. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора по п. 1, в которой огнестойкая неорганическая система строительного раствора представляет собой огнестойкую многокомпонентную неорганическую систему строительного раствора.
12. Огнестойкая неорганическая система строительного раствора, в которой аморфный карбонат кальция использован для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях для увеличения значений нагрузки.
13. Способ приготовления огнестойкой неорганической системы строительного раствора для химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней в минеральных основаниях, включающий смешение компонента А - алюминатного цемента, содержащего по меньшей мере один блокирующий агент и по меньшей мере один пластификатор, компонента В - инициатора отверждения, содержащего по меньшей мере один инициатор, по меньшей мере один замедлитель схватывания, по меньшей мере один минеральный наполнитель и воду, и аморфного карбоната кальция.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
EP17165410 | 2017-04-07 | ||
EP17165410.6 | 2017-04-07 | ||
PCT/EP2018/058065 WO2018184973A1 (en) | 2017-04-07 | 2018-03-29 | Use of amorphous calcium carbonate in a fire-resistant inorganic mortar system based on aluminous cement to increase load values at elevated temperatures |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2019135521A RU2019135521A (ru) | 2021-05-07 |
RU2019135521A3 RU2019135521A3 (ru) | 2021-07-01 |
RU2762180C2 true RU2762180C2 (ru) | 2021-12-16 |
Family
ID=58606028
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019135521A RU2762180C2 (ru) | 2017-04-07 | 2018-03-29 | Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах |
Country Status (8)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US11267765B2 (ru) |
EP (1) | EP3606885B1 (ru) |
CN (1) | CN110461796B (ru) |
CA (1) | CA3054011A1 (ru) |
ES (1) | ES2881891T3 (ru) |
PL (1) | PL3606885T3 (ru) |
RU (1) | RU2762180C2 (ru) |
WO (1) | WO2018184973A1 (ru) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11214519B2 (en) | 2015-10-20 | 2022-01-04 | Hilti Aktiengesellschaft | Two-component mortar system based on aluminous cement and use thereof |
WO2017067951A1 (en) | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Hilti Aktiengesellschaft | Use of a calcium sulfate comprising 2-k mortar system based on aluminous cement in anchoring applications to increase load values and reduce shrinkage |
EP3854764A1 (en) * | 2020-01-22 | 2021-07-28 | Hilti Aktiengesellschaft | Use of at least one hard aggregate having a mohs-hardness of greater than or equal to 8 in an inorganic mortar system based on aluminous cement to increase load values |
EP4116273A1 (en) * | 2021-07-08 | 2023-01-11 | Hilti Aktiengesellschaft | Use of a calcium carbonate of high purity and having a high specific surface area in an inorganic mortar system based on aluminous cement to increase load values |
EP4116272A1 (en) * | 2021-07-08 | 2023-01-11 | Hilti Aktiengesellschaft | Use of a calcium carbonate of high purity and having a high specific surface area in an inorganic mortar system based on aluminous cement to accelerate calcium aluminate cement hydration |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005987A1 (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-12 | Exchem Holdings Limited | Cementitious cartridge for rock-bolting |
FR2918055A1 (fr) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Kerneos Sa | Systeme bicomposant a base de ciment alumineux retarde a declenchement instantane |
US20140216653A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Promat Research and Technology Centre NV | Fire protection mortar |
RU2627780C2 (ru) * | 2012-04-06 | 2017-08-11 | Лафарж | Изоляционный минеральный пеноматериал |
Family Cites Families (49)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2175364A5 (ru) | 1972-03-09 | 1973-10-19 | Rhone Progil | |
US4126009A (en) | 1977-09-06 | 1978-11-21 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Inorganic cement grouting system for use in anchoring a bolt in a hole |
JPS5460327A (en) * | 1977-10-20 | 1979-05-15 | Denki Kagaku Kogyo Kk | Retarder for cement coagulation |
US4305687A (en) | 1979-01-26 | 1981-12-15 | Jack Parker | Anchoring system for rock bolts |
JPS56145834A (en) | 1980-04-14 | 1981-11-12 | Olympus Optical Co | Endoscope |
AU552355B2 (en) | 1981-12-09 | 1986-05-29 | Societe Anonyme D'explosifs Et De Produits Chimiques | Reactivatable set-inhibited cementitious compositions |
GB8300166D0 (en) | 1983-01-05 | 1983-02-09 | Fosroc International Ltd | Anchoring capsule |
GB2166430B (en) | 1984-10-30 | 1988-01-13 | Coal Ind | Settable compositions |
US4802992A (en) | 1985-06-03 | 1989-02-07 | Nalco Chemical Company | Removal of dispersed oil from water |
GB2188922A (en) | 1986-04-10 | 1987-10-14 | Fosroc International Ltd | Self-setting cementitious compositions |
IN168168B (ru) | 1986-04-10 | 1991-02-16 | Fosroc International Ltd | |
GB8818113D0 (en) | 1988-07-29 | 1988-09-01 | Blue Circle Ind Plc | Reinforced cementitious compositions |
DE4100386A1 (de) | 1991-01-09 | 1992-07-16 | Hilti Ag | In gegenwart von wasser abbindende massen und deren verwendung |
DE4337264A1 (de) | 1993-11-02 | 1995-05-04 | Upat Max Langensiepen Kg | Mörtel für Zweikomponentensysteme |
DE19704002A1 (de) | 1997-02-04 | 1998-08-06 | Hilti Ag | Ankerstange für Verbundanker |
DE19712425A1 (de) | 1997-03-25 | 1998-10-01 | Upat Max Langensiepen Kg | Verbundanker |
DE19827829A1 (de) | 1998-06-23 | 1999-12-30 | Hilti Ag | Ankerstange für ein Verbundankersystem |
EP1230191B1 (en) | 1999-10-19 | 2003-11-26 | Minova International Limited | Cementitious compositions and a method of their use |
DE10060510A1 (de) | 2000-12-06 | 2002-06-20 | Fischer Artur Werke Gmbh | Verbundanker |
CN1308260C (zh) | 2002-06-28 | 2007-04-04 | 大光炉材株式会社 | 浇注成形耐火物用粉体组合物及其形成的预混合材、预混合材的施工方法及其耐火性硬化体 |
KR20080059428A (ko) | 2005-10-07 | 2008-06-27 | 디에스엠 아이피 어셋츠 비.브이. | 화학적 고정방법 |
JP4392765B2 (ja) * | 2005-10-17 | 2010-01-06 | 太平洋セメント株式会社 | セメント添加材及びセメント組成物 |
RU2341624C2 (ru) | 2005-12-12 | 2008-12-20 | Наталья Александровна Кудинова | Состав тампонирующего действия и способ его получения |
FR2901268B1 (fr) | 2006-05-17 | 2008-07-18 | Lafarge Sa | Beton a faible teneur en ciment |
US7888913B1 (en) | 2009-09-08 | 2011-02-15 | Intermec Ip Corp. | Smart battery charger |
US8906156B2 (en) | 2009-12-31 | 2014-12-09 | Calera Corporation | Cement and concrete with reinforced material |
US8114214B2 (en) | 2009-12-31 | 2012-02-14 | Calera Corporation | Methods and compositions using calcium carbonate |
CA2790286A1 (en) | 2010-02-18 | 2011-08-25 | Lafarge | Lightweight cement board |
EP2536670A1 (en) | 2010-02-18 | 2012-12-26 | Lafarge | Foamed concrete |
FR2956397B1 (fr) * | 2010-02-18 | 2014-08-08 | Lafarge Sa | Element constructif en beton leger isolant |
DE102010008971B4 (de) * | 2010-02-24 | 2013-10-10 | Hilti Aktiengesellschaft | Verwendung einer Zweikomponenten-Mörtelmasse |
US8627769B2 (en) | 2010-04-23 | 2014-01-14 | Minova International Limited | Cementitious compositions |
DE102010062061A1 (de) | 2010-11-26 | 2012-05-31 | Wacker Chemie Ag | Bauelemente in Plattenform |
US9284226B2 (en) | 2010-12-08 | 2016-03-15 | Minova International Limited | Cementitious compositions |
DE102011017619B4 (de) | 2011-04-27 | 2014-10-16 | Hilti Aktiengesellschaft | Beschleunigermischung für Peroxidhärter und diese enthaltendes Zweikomponenten-Mörtelsystem sowie Verwendung des Mörtelsystems |
DE102011078531A1 (de) | 2011-07-01 | 2013-01-03 | Wacker Chemie Ag | Gips-haltige Baustoffmassen |
DE102011083153A1 (de) | 2011-09-21 | 2013-03-21 | Hilti Aktiengesellschaft | Ankerstange |
EP2574636B1 (de) * | 2011-09-30 | 2014-04-16 | BASF Construction Solutions GmbH | Schnell suspendierbare pulverförmige Zusammensetzung |
EP2607330B1 (de) | 2011-12-19 | 2015-03-04 | STO SE & Co. KGaA | Dämmsystem umfassend ein Dämmelement sowie eine auf das Dämmelement aufzutragende Putzmasse |
FR2984302B1 (fr) * | 2011-12-19 | 2018-07-27 | Kerneos | Suspensions aqueuses comprenant un ciment alumineux et compositions liantes |
DE102012012932A1 (de) | 2012-06-29 | 2014-01-02 | Brillux Gmbh & Co. Kg | Bodenspachtel |
EP2872462A2 (en) | 2012-07-10 | 2015-05-20 | Sika Technology AG | Two component cement composition |
US20150203407A1 (en) | 2012-08-21 | 2015-07-23 | Sika Technology Ag | Multi-purpose mortar or cement compositions for construction applications |
FR3030504B1 (fr) * | 2014-12-23 | 2017-01-20 | Lafarge Sa | Procede de fabrication en continu d'une mousse minerale a faible densite |
AU2016342205B2 (en) | 2015-10-20 | 2020-10-22 | Hilti Aktiengesellschaft | Stabilized aqueous suspension for initiating setting and hardening of aluminous cement compositions |
US11214519B2 (en) | 2015-10-20 | 2022-01-04 | Hilti Aktiengesellschaft | Two-component mortar system based on aluminous cement and use thereof |
WO2017067951A1 (en) | 2015-10-20 | 2017-04-27 | Hilti Aktiengesellschaft | Use of a calcium sulfate comprising 2-k mortar system based on aluminous cement in anchoring applications to increase load values and reduce shrinkage |
PL3365302T3 (pl) | 2015-10-20 | 2020-01-31 | Hilti Aktiengesellschaft | Układ mocujący i jego zastosowanie |
ES2769075T3 (es) | 2015-11-02 | 2020-06-24 | Basf Se | Masa de recubrimiento de 2 componentes de secado rápido y procedimiento para su preparación |
-
2018
- 2018-03-29 CA CA3054011A patent/CA3054011A1/en active Pending
- 2018-03-29 WO PCT/EP2018/058065 patent/WO2018184973A1/en active Application Filing
- 2018-03-29 RU RU2019135521A patent/RU2762180C2/ru active
- 2018-03-29 CN CN201880020138.4A patent/CN110461796B/zh active Active
- 2018-03-29 ES ES18713948T patent/ES2881891T3/es active Active
- 2018-03-29 US US16/498,231 patent/US11267765B2/en active Active
- 2018-03-29 EP EP18713948.0A patent/EP3606885B1/en active Active
- 2018-03-29 PL PL18713948T patent/PL3606885T3/pl unknown
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0005987A1 (en) * | 1978-05-31 | 1979-12-12 | Exchem Holdings Limited | Cementitious cartridge for rock-bolting |
FR2918055A1 (fr) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Kerneos Sa | Systeme bicomposant a base de ciment alumineux retarde a declenchement instantane |
RU2627780C2 (ru) * | 2012-04-06 | 2017-08-11 | Лафарж | Изоляционный минеральный пеноматериал |
US20140216653A1 (en) * | 2013-02-05 | 2014-08-07 | Promat Research and Technology Centre NV | Fire protection mortar |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110461796B (zh) | 2022-03-22 |
RU2019135521A (ru) | 2021-05-07 |
CA3054011A1 (en) | 2018-10-11 |
RU2019135521A3 (ru) | 2021-07-01 |
ES2881891T3 (es) | 2021-11-30 |
PL3606885T3 (pl) | 2021-12-06 |
CN110461796A (zh) | 2019-11-15 |
WO2018184973A1 (en) | 2018-10-11 |
EP3606885A1 (en) | 2020-02-12 |
US20200377424A1 (en) | 2020-12-03 |
EP3606885B1 (en) | 2021-05-26 |
US11267765B2 (en) | 2022-03-08 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2733346C2 (ru) | Огнестойкая двухкомпонентная система строительного раствора на основе глиноземистого цемента для огнестойкого химического закрепления анкеров и вклеиваемых арматурных стержней и ее применение | |
RU2737297C2 (ru) | Двухкомпонентная система строительного раствора на основе глинозёмистого цемента и её применение | |
RU2762180C2 (ru) | Применение аморфного карбоната кальция в огнестойкой неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки при повышенных температурах | |
RU2733587C2 (ru) | Стабилизированная водная композиция для инициирования схватывания и отверждения композиций глиноземистого цемента | |
RU2763881C2 (ru) | Применение тонкоизмельченного карбоната кальция в неорганической системе строительного раствора на основе алюминатного цемента для увеличения значений нагрузки | |
WO2020074348A1 (en) | Two-component inorganic injection mortar system based on fine aluminous cement having increased load values |