TW201627251A - 以硫酸鈣爲主的產物 - Google Patents

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Abstract

本發明關於以硫酸鈣為主的產物(譬如牆板)包含石膏與一耐收縮添加劑。該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽並且較佳是以大於4wt%的份量提供(以添加劑與石膏的份量為基準)。該添加劑可為一鹼金屬(譬如鉀)、一鹼土金屬(譬如鎂或鈣)、一過渡金屬(譬如鐵或鋅)或鋁的硝酸鹽。

Description

以硫酸鈣為主的產物 發明領域
本發明關於改良以硫酸鈣為主的耐火的產物以及，尤其是，關於在高溫具有減少收縮之以硫酸鈣為主的產物。
發明背景
以硫酸鈣為主的產物係廣泛用於建築的結構，舉例來說，用於形成內部隔間(使用牆板，亦稱為乾式牆、石膏板或紙面石膏板)以及天花板或在建築中形成包覆管道(譬如通風管道)。
以硫酸鈣為主的產物，例如牆板，通常是藉由乾燥硫酸鈣半水合物(CaSO4.½H20)的水性漿體形成，亦習知為煅石膏或灰泥，介於兩層襯紙或玻璃纖維毛面之間。當該漿體乾燥且該煅石膏水化時，形成一介於襯片/毛面之間的堅硬、硬核石膏(硫酸鈣二水合物-(CaSO4.2H20))夾層。
當牆板或天花板瓦片暴露於高溫時，例如該等經歷一建築火災，或該等經歷藉由用於包覆攜帶高溫流體的管道之牆板，包含在石膏內的結晶水被去除，以產生硫酸 鈣的硬石膏。最初，此具有減少跨越牆板/天花板瓦片的熱傳導的優點，因此在建築火災期間，有助於將包含的熱量從管道發出或生成。然而，在400-450℃溫度左右，最初形成的該AIII相硬石膏(亦稱為γ-CaSO4或「可溶性」硬石膏)轉換為AII相(或「不溶性」硬石膏)並且此相變導致牆板/瓦片的收縮，即，損失尺寸穩定性。此收縮經常造成牆板自其支撐結構拉離。此為明顯非所欲。其可留下管道暴露於高溫。再者，其中在牆板用於內部隔間並且發生火災的情況，收縮可留下空隙使相鄰於火源的房間暴露於熱/火的影響。空隙亦允許氧氣進入火源，於是助長火勢並抵消任何耐火門的影響。
在較高溫度(超過600℃)，該不溶性硬石膏繼續燒結導致大量減少牆板的體積。此導致極度收縮，當該等無法再支持其支撐結構時，其最後造成內部的牆壁/天花板/套管的倒塌。
已作出努力試圖減少收縮，以改良以硫酸鈣為主的產物例如牆板的耐火性。
譬如自EP0258064習知，在牆板的石膏核心使用微氧化矽作為一添加劑，以減少收縮。然而，此添加劑僅在大於600℃的溫度有效，即，在較低溫度其無法抵抗該板的收縮並且當溫度約1000℃時，仍可見大於10%的線性收縮。
自WO99/08979與WO00/06518習知，將三偏磷酸鈉(STMP)、六偏磷酸鈉(SHMP)或聚磷酸銨(APP)加至一硫 酸鈣牆板核心，以在乾燥期間改良強度，抗下垂性與收縮。未記錄在暴露於高溫期間該等添加劑對收縮有任何影響。
US5985013揭示含有硫酸鈣半水合物與一水合鹽的一燒蝕型熱保護材料。使用若干水合鹽包括硝酸鎂六水合物(使用40wt%的份量，以乾燥成份的重量為基準)。記錄熱燒蝕材料的熱傳導所需的時間。未提到在加熱後該材料的收縮有任何影響。
以硫酸鈣為主的產物亦用於鑄造金屬或玻璃物體。在填充熔融金屬/玻璃之前，將硫酸鈣鑄模加熱至700-900℃。控制此類以硫酸鈣為主的鑄模的高溫收縮係重要，以確保該鑄模不洩漏，並確保該鑄造金屬/玻璃的產物不翹曲。
本發明較佳的目的是為了提供在熱暴露之後，譬如當與管道接觸時、在建築火災期間或在金屬產品的鑄造期間，具有減少收縮之改良的以硫酸鈣為主的產物。此類改良的耐火產物可具有作為建築產物的特定用途，譬如在建築中用於形成建築內部隔間的牆板或隔板、用於包覆通風管/排煙管道的天花板瓦片、牆板或隔板，用於接合牆板/隔板/瓦片的接合填充劑材料或用於使用金屬/玻璃產物鑄件的鑄模。
發明概要
據此，在第一態樣，本發明提供以硫酸鈣為主包含石膏與耐收縮添加劑的產物，其中該耐收縮添加劑為一 金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
在第二態樣，本發明提供以硫酸鈣為主包含石膏與耐收縮添加劑的產物，其中該產物是由乾燥含有煅石膏與該耐收縮添加劑的水性漿體形成，該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
在第三態樣，本發明提供藉由乾燥包含煅石膏與耐收縮添加劑的水性漿體形成以硫酸鈣為主的產物的方法。其中該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
在第四態樣，本發明提供金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽的用途，該用途在石膏基質中作為一添加劑用於在熱暴露期間減少以硫酸鈣為主的產物的收縮。
在第五態樣，本發明提供以硫酸鈣為主的組成物，藉由乾燥以硫酸鈣為主組成物的水性漿體，用於形成以硫酸鈣為主的產物，以硫酸鈣為主的組成物包含煅石膏、以及耐收縮添加劑，其中該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
本發明者發現在以硫酸鈣為主的產物中包括金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽，譬如在牆板的石膏核心，當該板暴露於高溫時，可減少該牆板的收縮。不同於微氧化矽，其僅在超過600℃時有效，該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽在約400℃開始有效果，其中其經歷吸熱分解(以產生氧化物、氧和氮的氧化物)，於是作用如一散熱器。該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽 亦作用於增加硫酸鈣硬石膏發生自可溶性至不溶性之過渡的溫度，於是允許該產物自相變化所引起的耐收縮，直到到達較高溫度(大於900℃)。本發明者發現在以硫酸鈣為主產物的表面的一富含金屬層形式，並且據信此富含金屬層保護該硫酸鈣硬石膏以及延遲該過渡，直到較高溫度。
本發明的可選特點現在將列出。該等可單獨適用或與本發明的任何態樣任意組合。
在該金屬鹽的該金屬可為一鹼土金屬譬如鈣或鎂。該金屬可為一過渡金屬譬如銅、鐵或鋅。該金屬可為鋁。該金屬可為一鹼金屬，譬如鉀。
較佳的金屬硝酸鹽為硝酸鎂、硝酸鋁、硝酸鋅或硝酸鐵。硝酸鎂為吸濕性且通常以硝酸鎂六水合物，Mg(NO3)2˙6H2O存在。硝酸鋁亦為吸濕性且通常以硝酸鋁九水合物，Al(NO3)3˙9H2O存在。硝酸鋅為吸濕性且通常以硝酸鋅六水合物，Zn(NO3)2˙6H2O或硝酸鋅四水合物Zn(NO3)2˙4H2O存在。硝酸鐵亦為吸濕性且通常以硝酸鐵九水合物，Fe(NO3)3˙9H2O存在。
該金屬氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽可為鎂氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽；鋁氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽；鋅氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽或鐵氫氧化物或乙酸鹽。較佳地，其為氫氧化鎂(Mg(OH)2)、乙酸鹽或硫酸鹽。乙酸鎂為吸濕性且通常以乙酸鎂四水合物，Mg(C2H3O2)2˙4H2O存在。鎂硫酸鹽為吸濕性且通常以鎂硫酸鹽七水合物，MgSO4˙7H2O存在。
以硫酸鈣為主的產物是由乾燥含有煅石膏(或灰泥)與該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽之抗-收縮的添加劑的一水性漿體形成。
在一些具體例中，在漿體中與以硫酸鈣為主的組成物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽是以大於或等於1wt%、或大於或等於2wt%、或大於或等於4.5wt%、或大於或等於9wt%、或大於或等於15wt%、或大於或等於20wt%、或大於或等於25wt%的份量呈現(以在該漿體/組成物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/煅石膏的份量為基準)。
在一些具體例中，在漿體中與以硫酸鈣為主的組成物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸是以等於或少於50wt%、或等於或少於40wt%、或等於或少於30wt%的份量呈現(以在該漿體/組成物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/煅石膏的份量為基準)。
在較佳的具體例中，在該漿體/組成物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽是以介於4.5wt%與少於30wt%之間的份量呈現。
在一些具體例中，在所得的以硫酸鈣為主的產物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽是以大於或等於0.5wt%、或大於或等於2wt%、或大於或等於4wt%、或大於或等於7wt%、或大於或等於12wt%、或大於或等於15wt%、或大於或等於20wt%的份量呈現(以在該產物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/石膏的份量為基準)。
在一些具體例中，在以硫酸鈣為主的產物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽是以等於或少於40wt%、或等於或少於35wt%、或等於或少於25wt%的份量呈現(以在該產物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/石膏的份量為基準)。
在較佳的具體例中，在以硫酸鈣為主的產物中的該金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽是以介於4wt%與少於25wt%之間的份量呈現。
術語煅石膏(或灰泥)主要是指硫酸鈣半水合物(CaSO4.1/2H20)，但亦可涵蓋具有比硫酸鈣二水合物(譬如硫酸鈣硬石膏)下限值低的含水量之任何其他硫酸鈣化合物。
術語「石膏」主要是指二水合硫酸鈣(CaSO4.2H20)。
在一些具體例中，在漿體中與以硫酸鈣為主的該組成物中的該煅石膏是以99-50wt%的份量呈現(以在該漿體/組成物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/煅石膏的份量為基準)。更佳地，其是以自98至70wt%或90至70wt%的份量呈現。
在一些具體例中，在以硫酸鈣為主的產物中的該石膏是以99.5-60wt%的份量呈現(以在該產物中的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽/石膏的份量為基準)。更佳地，其是以自98至75wt%或95至75wt%的份量呈現。
較佳地，該產物，譬如不含燒塊的產物的石膏核 心，即，無製自燒結石灰石與矽酸鋁的產物。
術語「以硫酸鈣為主的產物」可包括建築材料，例如石膏牆板(有或無內襯物)(有或無纖維增強物)、瓦片(譬如天花板瓦片)、管道包覆隔板、接合填充劑材料(譬如用於連接相鄰牆板/瓦片/隔板等等)、用於金屬鑄件的石膏組成物或鑄模。
術語「以硫酸鈣為主」將容易地理解為意指該產物包含作為主要組分的石膏，即，以該產物的wt%而言，該石膏為最大的單一組分。該術語可意味該產物包含40wt%、50wt%、60wt%、70wt%、80wt%、90wt%或更大的石膏，以該產物的總重量為基準。
以硫酸鈣為主的產物可為複合產物，譬如其可具有以石膏為基質核心(含有該黏土與金屬鹽添加劑)夾於兩內襯物(譬如紙內襯物或玻璃纖維編織物)之間的牆板。
在一些具體例中，以硫酸鈣為主的產物實質上不含無機纖維，譬如不含玻璃或石棉纖維。本發明者發現添加火山灰源材與金屬鹽的組合物在加熱之後，甚至缺少纖維網絡時，可助於維持強度與結構整體性。
然而，在一些具體例中，以硫酸鈣為主的產物可含有無機纖維(譬如玻璃纖維)及/或毛面(譬如玻璃毛面)，因為此可助於改良該產物在加熱之前的強度。
以硫酸鈣為主的產物可含有添加劑，例如加速劑、阻滯劑、發泡/抗發泡劑、流化劑等等。該加速劑可為，舉例來說，具有糖或表面活性劑現磨的添加劑的石膏。此類 加速劑可包括磨礦NANSA(Ground Mineral NANSA)(GMN)、耐熱加速劑(HRA)以及球磨(ball milled)加速劑(BMA)。另擇地，該加速劑可為化學添加劑，例如硫酸鋁、硫酸鋅或硫酸鉀。在某些情況，可使用加速劑的混合物，譬如GMN與硫酸鹽加速劑的組合。作為另一選擇，可使用超聲波加速該漿體的設定速度，譬如如US2010/0136259描述。
圖1顯示對於對照組樣本與發明的樣本在加熱至1000℃的期間之線性收縮的曲線圖。
較佳實施例之詳細說明
實驗
下列實施例僅以例示的方式列出。
對照組樣本1
將200g的煅石膏加至40℃ 140g的水。此用手混合達30秒並且將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)。將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本1-硝酸鎂-1% wt：wt煅石膏
將2g的硝酸鎂六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以煅石膏的重量為基準，含有1.0wt%的硝酸鹽)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高 25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本2-硝酸鎂-2.5% wt：wt煅石膏
將5g的硝酸鎂六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有2.4wt%的硝酸鹽/以煅石膏的重量為基準，含有2.5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本3-硝酸鎂-5% wt：wt煅石膏
將10g的硝酸鎂六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有4.8wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本4-硝酸鎂-10% wt：wt煅石膏
將20g的硝酸鎂六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有10wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且 將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本5-硝酸鎂-30% wt：wt煅石膏
將60g的硝酸鎂加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有23.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有30wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本6-硝酸鋁-2.5% wt：wt煅石膏
將5g的硝酸鋁九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有2.4wt%的硝酸鹽/以煅石膏的重量為基準，含有2.5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本7-硝酸鋁-5% wt：wt煅石膏
將10g的硝酸鋁九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有4.8wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小 時)。
樣本8-硝酸鋁-10% wt：wt煅石膏
將20g的硝酸鋁九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有10wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本9-硝酸鋅-2.5% wt：wt煅石膏
將5g的硝酸鋅六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有2.4wt%的硝酸鹽/以煅石膏的重量為基準，含有2.5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本10-硝酸鋅-5% wt：wt煅石膏
將10g的硝酸鋅六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有4.8wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小 時)。
樣本11-硝酸鋅-10% wt：wt煅石膏
將20g的硝酸鹽六水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有10wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本12-硝酸鐵-2.5% wt：wt煅石膏
將5g的鐵(III)硝酸鹽九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有2.4wt%的硝酸鹽/以煅石膏的重量為基準，含有2.5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本13-硝酸鐵-5% wt：wt煅石膏
將10g的鐵(III)硝酸鹽九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有4.8wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至 少12小時)。
樣本14-硝酸鐵-10% wt：wt煅石膏
將20g的鐵(III)硝酸鹽九水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有10wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本15-鉀硝酸鹽-10% wt：wt煅石膏
將20g的鉀硝酸鹽加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有10wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本16-硝酸銅-8% wt：wt煅石膏
將16g的硝酸銅四水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有7.4wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有5wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本17-鈣硝酸鹽-9% wt：wt煅石膏
將18g的鈣硝酸鹽四水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有8.3wt%的硝酸鹽/以石膏的重量為基準，含有9wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本18-氫氧化鎂-10% wt：wt煅石膏
將20g的氫氧化鎂加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的氫氧化物/以石膏的重量為基準，含有7.8wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本19-乙酸鎂-10% wt：wt煅石膏
將20g的乙酸鎂四水合物加入40℃ 140g的水。將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%乙酸鹽/以石膏的重量為基準，含有7.8wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
樣本20-鎂硫酸鹽-10% wt：wt煅石膏
將20g的鎂硫酸鹽七水合物加入40℃ 140g的水。 將200g的煅石膏加至該溶液以及使該所得的漿體(以乾燥成份的重量為基準，含有9.1wt%的硫酸鹽/以石膏的重量為基準，含有7.8wt%)用手混合達30秒，以形成漿體。將該所得的漿體倒進一圓柱形矽酮鑄模(高25mm以及直徑12mm)且將該樣本轉移至40℃的烘箱且靜置整夜乾燥(至少12小時)。
全部樣本調配物的摘要係顯示於下表1。
線性收縮
該樣本的線性收縮係使用一Netzsch熱膨脹計測量，該熱膨脹計帶有一陶瓷棒，該陶瓷棒連接到具有8nm解析度的線性位移轉換器。該樣本藉由其他陶瓷棒支撐並於一爐中以5℃/min的速率加熱至1000℃。該結果係顯示於下圖1與2以及表2中。
可以看到：a)對於全部樣本，線性收縮在500℃與750℃係減少；b)對於全部鎂與鋁鹽樣本，線性收縮在全部溫度係減少；c)對於含有硝酸鎂的全部樣本，線性收縮在900℃減少至少於約1%；以及d)在添加位準大於4wt%時(以在產物中的添加劑/石膏的份量為基準)，線性收縮的減少較大，且特別是在添加位準大於7wt%時。

Claims (48)

  1. 一種以硫酸鈣為主的產物，該產物包含石膏與一耐收縮添加劑，其中該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
  2. 如請求項1之以硫酸鈣為主的產物，以石膏與添加劑的該重量為基準，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於0.5wt%的份量提供。
  3. 如請求項2之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於4wt%的份量提供。
  4. 如請求項3之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於7wt%的份量提供。
  5. 如請求項1至4中任一項之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑是以少於40wt%的份量提供。
  6. 如請求項5之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑是以少於25wt%的份量提供。
  7. 如請求項6之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑是以介於4wt%與少於25wt%之間的份量提供。
  8. 一種以硫酸鈣為主的產物，該產物包含石膏與一耐收縮添加劑，其中該產物係藉由乾燥一包含煅石膏與該耐收縮添加劑之水性漿體而製造，該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
  9. 如請求項8之以硫酸鈣為主的產物，以煅石膏與添加劑的重量為基準，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以等 於或大於1wt%的份量提供。
  10. 如請求項9之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以等於或大於4.5wt%的份量提供。
  11. 如請求項10之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以等於或大於9wt%的份量提供。
  12. 如請求項8至11中任一項之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以少於50wt%的份量提供。
  13. 如請求項12之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以少於30wt%的份量提供。
  14. 如請求項13之以硫酸鈣為主的產物，其中該耐收縮添加劑在該漿體中是以介於4.5wt%與少於30wt%之間的份量提供。
  15. 如上述請求項中任一項產物，其中該耐收縮添加劑為一鹼金屬、一鹼土金屬、一過渡金屬或鋁的硝酸鹽。
  16. 如請求項15的產物，其中該耐收縮添加劑為鎂、鋁、鋅、鐵、鉀、銅或鈣的硝酸鹽。
  17. 如請求項1至14中任一項產物，其中該耐收縮添加劑是選自：鎂、鋁或鋅的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽；或鐵的硝酸鹽、氫氧化物或乙酸鹽。
  18. 如上述請求項中任一項的產物，其中該產物為一建築材料或用於金屬鑄造的一鑄模。
  19. 請求項18的產物，其中該產物為一複合牆板，該牆板包含夾於兩內襯物之間的該石膏與耐收縮添加劑之一核 心。
  20. 一種以硫酸鈣為主的組成物，該組成物用於藉由乾燥以硫酸鈣為主的組成物的一水性漿體來形成一以硫酸鈣為主的產物，其中該組成物包含煅石膏與一耐收縮添加劑，其中該耐收縮添加劑為一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽。
  21. 如請求項20之以硫酸鈣為主的組成物，以煅石膏與添加劑的該重量為基準，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於1wt%的份量提供。
  22. 如請求項21之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於4.5wt%的份量提供。
  23. 如請求項22之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑是以等於或大於9wt%的份量提供。
  24. 如請求項20至23中任一項之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑是以少於50wt%的份量提供。
  25. 如請求項24之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑是以少於30wt%的份量提供。
  26. 如請求項25之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑是以介於4.5wt%與少於30wt%之間的份量提供。
  27. 如請求項20至26中任一項之以硫酸鈣為主的組成物，其中該耐收縮添加劑為一鹼金屬、一鹼土金屬、一過渡金屬或鋁的硝酸鹽。
  28. 如請求項27的組成物，其中該耐收縮添加劑為鎂、鋁、鋅、鐵、鉀、銅或鈣的一硝酸鹽。
  29. 如請求項20至26中任一項的組成物，其中該耐收縮添加劑是選自鎂、鋁或鋅的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽；或鐵的硝酸鹽、氫氧化物或乙酸鹽。
  30. 一種形成一以硫酸鈣為主的產物的方法，該方法藉由乾燥一包含如請求項20至29之任一項的組成物之水性漿。
  31. 如請求項30的方法，其中該產物為一建築材料或用於金屬鑄造的一鑄模。
  32. 如請求項31的方法，其中該產物為一複合牆板，以及該方法包含乾燥介於兩內襯物之間的該水性漿體。
  33. 一種將一金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽作為在石膏基質中之一添加劑的用途，該用途係用於在熱暴露期間減少在以硫酸鈣為主的產物中的收縮。
  34. 如請求項33的用途，其中該添加劑是以大於或等於0.5wt%的份量使用(以添加劑與石膏的份量為基準)。
  35. 如請求項34的用途，其中該添加劑是以大於或等於4wt%的份量使用(以添加劑與石膏的份量為基準)。
  36. 如請求項35的用途，其中該添加劑是以大於或等於7wt%的份量使用(以添加劑與石膏的份量為基準)。
  37. 如請求項33至36中任一項之用途，其中該添加劑是以少於40wt%的份量使用。
  38. 如請求項37的用途，其中該添加劑是以少於25wt%的份量使用。
  39. 如請求項33至38中任一項之用途，其中該添加劑是以介 於4wt%與少於25wt%之間的份量使用。
  40. 如請求項33至39中任一項之用途，其中該添加劑為一鹼金屬、一鹼土金屬、一過渡金屬或鋁的硝酸鹽。
  41. 如請求項40的用途，其中添加劑為鎂、鋁、鋅、鐵、鉀、銅或鈣的硝酸鹽。
  42. 如請求項33至39中任一項之用途，其中該耐收縮添加劑是選自鎂、鋁或鋅的硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽；或鐵的硝酸鹽、氫氧化物或乙酸鹽。
  43. 如請求項33至42中任一項之用途，其中該以硫酸鈣為主的產物為一建築材料或用於金屬鑄造的一鑄模。
  44. 如請求項43的用途，其中該產物為一複合牆板，該牆板包含夾於兩內襯物之間的該石膏與耐收縮添加劑之一核心。
  45. 一種以硫酸鈣為主的產物，該產物實質上如同本案說明的任一具體例。
  46. 一種以硫酸鈣為主的組成物，該組成物實質上如同本案說明的任一具體例。
  47. 一種形成以硫酸鈣為主的一產物的方法，該方法實質上如同本案說明的任一具體例。
  48. 一種金屬硝酸鹽、氫氧化物、乙酸鹽或硫酸鹽的用途，該用途實質上如同本案說明的任一具體例。
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