Етрингітна в’яжуча речовина для густого будівельного розчину, суха будівельна та пластична розчинові суміші, що її містять

1. Етрингітна в'яжуча речовина для густого будівельного розчину, яка містить сульфати кальцію і суміш мінералів алюмінату кальцію, яка відрізняє ться тим, що згадана суміш мінералів алюмінату кальцію містить оксиди кальцію (С) і алюмінію (А), є розчинною і входить до складу однієї або декількох кристалічних та/або аморфних мінералогічних фаз у таких пропорціях, - придатне молярне відношення С/А суміші мінещо: ралів алюмінату кальцію має межі 1,2-2,7, - сумарна маса придатних фаз (С+А) становить щонайменше 30% від загальної маси суміші мінералів, - молярне відношення сульфат кальцію/оксид алюмінію (А) у цій етрингітній в'яжучій речовині має межі 0,5-2. 2. В'яжуча речовина за п.1, яка відрізняється тим, що масове відношення суміш мінералів алюмінату кальцію/сульфат кальцію має межі 0,5-4, переважно, 1,5-3. 3. В'яжуча речовина за будь-яким із пп.1, 2, яка відрізняє ться тим, що придатне молярне відно 2 (19) 1 3 82994 4 10. В'яжуча речовина за п.9, яка відрізняється тим, що суміш мінералів алюмінату кальцію містить щонайменше 30 мас. % С12А7, переважно, щонайменше 50 мас. % С12А7, більш переважно, від 50 до 85 мас. % С12А7, виходячи із загальної маси суміші мінералів. 11. В'яжуча речовина за будь-яким з пп.1-10, яка відрізняє ться тим, що суміш мінералів алюмінату кальцію містить щонайменше одну кристалічну мінералогічну фазу, вибрану з гр упи: C2A(1-x)Fx (2СaO·(2-х)Al2 O3 ·xFe2O 3), C2S (2СaO·SiO2), C2AS (2СaO·Al2O 3·SiO2), C3S (3СaO·SiO2) та їх сумішей, де х є цілим числом, яке дорівнює [0, 1]. 12. В'яжуча речовина за будь-яким із пп.1-11, яка відрізняє ться тим, що суміш мінералів алюмінату кальцію подрібнена і має питому поверхню, виміряну за Блейном, яка більша або дорівнює 1500 см 2/г. 13. В'яжуча речовина за п.12, яка відрізняється тим, що суміш мінералів алюмінату кальцію подрібнена і має питому поверхню, виміряну за Блейном, у межах від 2000 до 5000 см 2/г. 14. В'яжуча речовина за будь-яким з пп.1-13, яка відрізняє ться тим, що сульфат кальцію одержаний зі сполуки, вибраної з групи: ангідритів, напівгідратів, гіпсу та їх сумішей. 15. Суха будівельна розчинова суміш, яка відрізняється тим, що містить: – етрингітну в'яжучу речовину за пп.1-14, в кількості від 15 до 75 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, – крейдяні наповнювачі або крем'янисті піски, в кількості від 25 до 85 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. 16. Суміш за п.15, яка відрізняється тим, що додатково містить: – вапно та/або портландцемент в кількості до 3,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, – порошкові полімери, одержані шляхом повторного диспергування, в кількості до 8 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, та/або полімери, одержані із дисперсії твердих речовин у рідині, в кількості до 20 мас. % від загальної маси сухої буді вельної розчинової суміші, і – реологічні домішки та/або домішки, які регулюють строки схоплювання. 17. Суміш за п.16, яка відрізняється тим, що реологічні домішки становлять від 0,1 до 0,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, а домішки, які регулюють строки схоплювання, становлять від 0,1 до 0,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. 18. Суміш за п.15, яка відрізняється тим, що містить: – етрингітну в'яжучу речовину за пп.1-14, в кількості від 20 до 50 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, – крейдяні наповнювачі або крем'янисті піски, в кількості до 80 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. 19. Суміш за п.18, яка відрізняється тим, що додатково містить: – вапно та/або портландцемент в кількості до 0,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, – порошкові полімери, одержанні шляхом повторного диспергування, в кількості до 5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші та/або полімери, одержані із дисперсії твердих речовин у рідині, в кількості до 15 мас. % від загальної маси сухої буді вельної розчинової суміші, і – реологічні домішки та/або домішки, які регулюють строки схоплювання. 20. Суміш за п.18, яка відрізняється тим, що реологічні домішки становлять від 0,1 до 0,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, а домішки, які регулюють строки схоплювання, становлять від 0,1 до 0,5 мас. % від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. 21. Пластична розчинова суміш, одержана шляхом змішування сухої будівельної розчинової суміші за пп.15-20 з водою у такій кількості, що масове відношення вода/тверді речовини є меншим за 0,5. 22. Застосування суміші мінералів алюмінату кальцію для приготування етрингітної в'яжучої речовини за будь-яким із пп.1-14. 23. Застосування суміші мінералів алюмінату кальцію для приготування сухої будівельної розчинової суміші за будь-яким із пп.15-20. 24. Застосування суміші мінералів алюмінату кальцію для приготування пластичної розчинової суміші за п.21. Цей винахід має відношення до етрингітної в'яжучої речовини для будівельного розчину, в тому числі для густого будівельного розчину, за варіантом, якому віддають перевагу, з масовим відношенням вода/тверді речовини, нижчим за 0,5, де згадана в'яжуча речовина містить сульфат кальцію і суміш мінералів алюмінату кальцію. Термін "етрингітна в'яжуча речовина" означає гідравлічну в'яжучу речовину, складові якої, у разі гідратації за нормальних умов застосування, забезпечують одержання, як головного гідрату, етрингіту, який являє собою трисульфоалюмінат кальцію, що має формулу 3СаО×АІ2О 3×3СаSО4×32H2O. Термін "тверді речовини" означає усі сухі складові будівельного розчину. Цей винахід має також відношення до сухої будівельної розчинової суміші, до складу якої входить така етрингітна в'яжуча речовина, що містить суміш мінералів алюмінату кальцію і сульфат кальцію. Цей винахід має також відношення до пластичної розчинової суміші, яку одержують шляхом змішування сухої розчинової суміші, визначення якої було наведено вище, з водою у такій кількості, 5 82994 що масове відношення вода/тверді речовини є нижчим за 0,5. І, нарешті, цей винахід має відношення до застосування суміші мінералів алюмінату кальцію для одержання етрингітної в'яжучої речовини, сухої розчинової суміші або пластичної розчинової суміші, визначення яких було наведено вище. Етрингітна в'яжуча речовина, що містить суміш мінералів алюмінату кальцію і сульфату кальцію, виконана з можливістю застосування у будівельних розчинах і бетонах, де очікуваним є швидке набрання механічної міцності на стискання. Конкретніше, ця в'яжуча речовина надає можливість одержання продуктів для підготовки та ремонту підлог, наприклад, монолітних цементних стяжок, вирівнювальних покриттів, клеїв для облицювання плиткою. Швидке набрання механічної міцності на стискання вимагає досягнення, у залежності від варіанта застосування, мінімального рівня механічної міцності за певний період часу та/або певного рівня вологості, який визначається залишковою вологістю матеріалу. Продукти, виконані з можливістю швидкого набрання механічної міцності на стискання, традиційно одержують з в'яжучої речовини шляхом її гідратації, що веде до утворення етрингіту. У разі застосування, наприклад, як вирівнювального покриття, відповідно до технічних умов Будівельного науково-технічного центру (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB)) ("Produits et systèmes de préparation de sols intérieurs pour Ia pose de revêtements de sols minces" - Guide technique pour l'avis technique et Ie classement P.Cahiers du CSTB, n 2893 - Delivery n 370, June 1996), продукт повинен одночасно задовольняти критеріям механічних характеристик, критеріям характеристик зчеплення, а також критеріям придатності для застосування [однорідність пластичної суміші, рухливість (діаметр розтікання пластичної суміші, яку попередньо вилили до кільця висотою 30мм і діаметром 50мм) і час утворення колоїдної структури]. Окрім критеріїв відповідно до вимог CSTB, вирівнювальні покриття швидкого твердіння повинні задовольняти щонайменше наведеним нижче критеріям за умов нормальної температури та відносної вологості: - 150мм розтікання через 7-20хв.; - механічна міцність на стискання більша за 4МПа через 4год.; - досягнення певного рівня вологості впродовж 24год. (3% залишкова вологість матеріалу для товщин покриття, менших за 10мм); та - механічна міцність на стискання більша за 25МПа через 28год. Хімічна реакція утворення етрингіту виглядає так: 6Ca2++2Al(OH)4-+3SO42-+40H+26H2O→3CaOAl 2O3×3CaSO4×32H2O Добуток розчинності етрингіту у рівноважному стані: Kett=4,9´10-44. Швидкість утворення етрингіту (швидкість утворення центрів кристалізації та зростання кристалів етрингіту) залежить від декількох параметрів, у тому числі коефіцієнта перенаси 6 чення р, зв'язаного з енергією, доступною для утворення центрів кристалізації: β=(aCa2+)+6´(aAl(OH)4-)2´(aSO 42-)3 ´(aOH-)4/Kett, де ai — активність іонів і. Етрингіт можна одержати шляхом гідратації композицій, що містять алюмінати кальцію і джерело сульфату, та факультативно портландцемент і/або вапно, які привносять до розчину іони, необхідні для здійснення такої хімічної реакції. Алюмінати кальцію є комбінацією оксиду алюмінію АІ 2О 3, який представлено літерою А у номенклатурі цементів, та оксиду кальцію CaO, який представлено літерою C у згаданій вище номенклатурі цементів; такі оксиди кристалізуються, зокрема, у формі С3А, С12А7 і CA. На практиці, сучасні композиції будівельних розчинів швидкого твердіння та висихання являють собою об'єднання алюмінатів кальцію, сульфату кальцію та портландцементу, де визначення пропорції кожної зі складових є складним завданням, оскільки гідратація у формі етрингіту повинна регулюватись таким чином, який би забезпечував досягнення найліпшого компромісу між кількістю етрингіту, яка б забезпечувала здатність продукту до висихання (велика кількість води замішування кристалізується у формі гідратів), та морфологією такого етрингіту, яка, при даній густині кристалів, забезпечувала б рівень механічної міцності та контроль коливання розмірів впродовж усього процесу довгострокового твердіння. Досягнення такого компромісу є важкою проблемою, оскільки швидкість набирання міцності повинна бути сумісною з очікуваними характеристиками застосування, зокрема, з часом збереження легкоукладаності. Задовільне досягнення такого компромісу у будівельних розчинах відомого рівня техніки не забезпечується. Так, наприклад, [у патенті США №4,350,533] розкриваються етрингітні цементні композиції, основу яких становить алюмінат кальцію, кальційсульфатні цементи, зокрема, у формі гіпсу, і факультативно вапно і портландцемент, що додаються окремо. Однак кінетика розвитку механічної міцності є набагато нижчою за бажану у межах обсягу цього винаходу. Відомим, для так званого варіанта застосування "Заповнення шахтови х порожнин" (ціллю якого є заповнення заглиблень, що трапляються у підземних спорудах), є застосування етрингітних сумішей алюмінатів кальцію і сульфату кальцію. Однак вимоги цієї системи значно відрізняються від варіантів застосування "густого будівельного розчину" за цим винаходом: продукт повинен бути легкоперекачуваним, швидко схоплюватись, однак мати співвідношення вода/тверді речовини порядку 5 (важливим моментом у такому варіанті застосування є утворення великого об'єму), механічна міцність на стискання через 24год. не повинна перевищувати 5МПа. Окрім того, ні довговічність системи, ні коливання розмірів не є ключовими критеріями. Існуючі вимоги до варіантів застосування "густого будівельного розчину" є такими, що унеможливлюють безпосереднє застосування згаданих розчинів для "заповнення шахтови х порож 7 82994 нин"; склад останніх повинен бути зміненим і пристосованим до вимог густої системи. Ціль цього винаходу, таким чином, полягає у подоланні недоліків відомого рівня техніки із наданням етрингітної в'яжучої речовини, що містить сульфат кальцію і суміш мінералів алюмінату кальцію, і надає можливість досягнення у густому середовищі найкращого компромісу між часом збереження легкоукладаності та кінетикою набрання механічної міцності. Інша перевага цього винаходу полягає у наданні можливості швидкого набрання механічної міцності на стискання із одночасним збереженням легковкладальності на тому рівні, який одержували з будівельними розчинами відомого рівня техніки. У разі композицій, до складу яких входять в'яжучі речовини з таким самим вмістом оксиду алюмінію, таким самим загальним вмістом в'яжучої речовини та ідентичною тонкістю помелу алюмінату кальцію за Блейном, набуття механічної міцності відбувається набагато швидше і час відновлення пішохідного руху скорочується удвічі у разі будівельних розчинів, одержаних із застосуванням в'яжучої речовини за цим винаходом, аніж у разі застосування будівельних розчинів, одержаних із застосуванням в'яжучої речовини відомого рівня техніки. Цей винахід, таким чином, спрямовується на надання етрингітної в'яжучої речовини для густого будівельного розчину, де згаданий будівельний розчин, за варіантом, якому віддають перевагу, має, у разі змішування з водою, масове відношення вода/тверді речовини, нижче за 0,5, де до складу згаданої в'яжучої речовини входять сульфа ти кальцію і суміш мінералів алюмінату кальцію, причому алюмінати і сульфати, та їхня концентрація у в'яжучій речовині є такою, що відповідні іони кальцію і алюмінію виділяються у оптимальних пропорціях одночасно і регулярно впродовж усього процесу гідратації, наслідком чого є утворення етрингіту без передчасного блокування поверхонь контакту безводного зерна-води, яке перешкоджає розчиненню безводних зерен і, як наслідок, зменшує ви хід етрингіту. Дійсно, утворення етрингіту є безпосереднім наслідком відносної швидкості розчинення розчинних складових, якою будуть визначатись пропорції між іонами кальцію, алюмінію і сульфату у розчині. На кінетику утворення етрингіту, у першу чергу, впливає концентрація іонів кальцію; коли вона є високою, утворення етрингіту може відбуватись дуже швидко, навіть миттєво, і, відповідно, може відбуватись миттєво довкола безводних фаз, що містять інші необхідні іони, тобто сульфати або алюмінати, відповідно до випадку. Таке явище блокування поверхонь реакційного контакту є особливо критичним у густому середовищі і у разі великих коливань між швидкостями виділення іонів кальцію різними розчинними речовинами та/або великих коливань між швидкостями виділення іонів кальцію, алюмінію і сульфату. З метою одержання будівельних розчинів бажаних характеристик і, конкретніше, густих будівельних розчинів, слід запобігати передчасному і дуже швидкому утворенню етрингіту довкола найменш розчинних 8 зерен, оскільки таке явище у подальшому перешкоджає нормальному розвитку гідратації і має наслідком одержання густого будівельного розчину, який не задовольняє технічним умовам, зокрема, щодо короткострокових те хнічних характеристик. Таке явище блокування поверхонь реакційного контакту є однією з причин, якою пояснюється те, що розчини, які застосовуються у розбавленому середовищі, є непридатними для густи х середовищ; дійсно, у розбавленому середовищі розчинення різних розчинних фаз відбувається значно легше, що зменшує ймовірність утворення етрингіту у разі контактування із зернами. Подібним чином, традиційні етрингітні в'яжучі речовини, у тому числі портландцемент та/або вапно, кальційсульфатні та глиноземисті цементи, не забезпечують найкращих показників кінетики твердіння. Дійсно, портландцемент містить джерела кальцію дуже різної мінеральної природи і розчинності, наприклад, вільне вапно, C3S, C2S, сульфати кальцію, а також надзвичайно розчинні другорядні речовини, наприклад сульфати лужних металів, які значно модифікують розчинення кальцієвмісних фаз. Це не забезпечує постійного постачання кальцію впродовж усього процесу гідратації. Щодо вапна, його надто швидке розчинення обмежує розчинення фаз, що містять алюмінат. Надлишок вапна також сильно впливає на коливання розмірів (дуже високе розширення) і на морфологію утворюваного етрингіту, який стає більш масивним і, з цієї причини, менш текстурованим (механічна міцність є зменшеною). Кількість його введення до суміші є, таким чином, обмеженою, що як таке зменшує вихід етрингіту для даного вмісту сульфату або алюмінату, а о тже погіршує характеристики твердіння і швидкого висихання. Подібним чином, надлишок сульфату кальцію відносно фаз, що містять алюмінати кальцію, призводить до таких самих наслідків, що і вапно, тобто до зниження механічної міцності і високих коливань розмірів. Це може частково пояснюватись тим, що розчинення сульфатів кальцію вивільнює до водної фази великі кількості кальцію. Саме тому композиції, що містять кальційалюмінатні та кальційсульфатні фази у стехіометричних пропорціях (молярне відношення сульфату кальцію/оксиду алюмінію А дорівнює 3), не можуть забезпечити можливість одержання густих будівельних розчинів із добрими властивостями твердіння та контрольованими коливаннями розмірів. Таким чином, контролювання гідратації будівельного розчину здійснюється, у першу чергу, шляхом контролювання швидкості постачання кальцію відносно інших різновидів іонів, і, зокрема, алюмінію. Цей винахід, таким чином, має відношення до етрингітної в'яжучої речовини для густого будівельного розчину, що містить сульфа ти кальцію і суміш мінералів алюмінату кальцію, де згадана суміш мінералів алюмінату кальцію містить оксиди кальцію C і алюмінію А, є розчинною і входить до складу однієї або декількох кристалізованих та/або 9 82994 аморфних мінералогічних фаз у таких пропорціях, що: - молярне відношення С/А, придатне для суміші мінералів алюмінату кальцію, знаходиться у межах 1,2 - 2,7; - сумарна маса придатних фаз (С+А) становить щонайменше 30% від загальної маси суміші мінералів. За варіантом, якому віддають перевагу, масове відношення алюмінат кальцію/суміш мінералів сульфату кальцію знаходиться у межах 0,5 - 4, за варіантом, якому віддають більшу перевагу, у межах 1,5 - 3. За варіантом, якому віддають ще більшу перевагу, молярне відношення сульфат кальцію/оксид алюмінію А у етрингітній в'яжучій речовині знаходиться у межах 0,5-2. За варіантом здійснення, якому віддають перевагу, придатне молярне відношення С/А суміші мінералів алюмінату кальцію знаходиться у межах 1,3-2,5, за варіантом здійснення, якому віддають більшу перевагу, у межах 1,6-2. На додаток до цього, за варіантом, якому віддається перевага, молярне відношення сульфат кальцію/оксид алюмінію А у е трингітній в'яжучій речовині знаходиться у межах 0,6-1,8, за варіантом, якому віддають більшу перевагу, у межах 0,81,7. Словосполучення "придатні оксиди C та А" означає ті оксиди C та А, які забезпечують коефіцієнт перенасичення (β>1 у разі введення до розчину у суміші з іншими вибраними складовими композиції будівельного розчину, у тому числі з сульфатом кальцію. Словосполучення "придатна фаза" означає фазу, що виділяє придатні оксиди C та А. Так, фази C2AS, ферити, є непридатними фазами (їх називають "інертними фазами"). У протилежність до цього, наприклад, С12А7, СЗА, скло різних типів, С4А3$ (де $ означає SO3 у номенклатурі цементів), CA, є придатними фазами. Придатним мольним відношенням С/А суміші мінералів алюмінату кальцію є, таким чином, мольне відношення усіх оксидів C та А суміші мінералів алюмінату кальцію, що є присутніми у придатних фазах. Подібним чином, сумарною масою придатних фаз (С+А) є сумарна маса фаз, що містять оксиди C та А і які є придатними фазами. Постачання іонів кальцію та алюмінію до розчину відбувається, таким чином, завдяки реакції у пропорціях, що визначаються придатним молярним відношенням С/А суміші мінералів алюмінату кальцію. За варіантом здійснення, якому віддають перевагу, густий будівельний розчин, що містить етрингітну в'яжучу речовину, у разі змішування з водою має масове відношення вода/тверді речовини, нижче за 0,5. Етрингітна в'яжуча речовина за цим винаходом надає можливість одержання надзвичайно доброго виходу етрингіту і, завдяки цьому, доброї кінетики твердіння, не потребуючи для композиції будівельного розчину жодного додаткового джерела іонів кальцію. Іншою перевагою, у разі виключення такого додаткового джерела кальцію, 10 яким може бути вапно або портландцемент, є те, що одержують композиції будівельного розчину, які мають більш регулярні характеристики за важливими критеріями варіанта застосування, оскільки саме портландцемент має дуже змінний вміст мінеральних різновидів, вплив яких на утворення етрингіту є вирішальним. Таким чином, за варіантом, якому віддають перевагу, до складу будівельних розчинів, що містять етрингітну в'яжучу речовину за цим винаходом, не входять ні портландцемент, ні гідравлічне вапно. Вони можуть, однак, переносити невеликий відсоток гідравлічного вапна та/або портландцементу, порядку 3,5% (мас), виходячи із загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. За варіантом здійснення, якому віддають перевагу, сумарна маса придатних фаз (С+А) становить щонайменше 50% (мас.) від загальної маси суміші мінералів алюмінату кальцію. Суміш мінералів алюмінату кальцію, що входить до складу етрингітної в'яжучої речовини, що застосовується для одержання будівельного розчину, може бути одержана шляхом випалу матеріалів, збагачених оксидом алюмінію А, у тому числі бокситів і крейди, у печі з температурою, яка перевищує 1100°C. Вона може бути одержана у формі одного або декількох розплавлених або спечених клінкерів, здатних містити кристалізовані фази або аморфні фази, або із суміші різних сумішей мінералів, що містять алюмінати кальцію, які були одержані, у свою чергу, шляхом випалу або без нього. Придатною піччю може бути будь-яка піч, що традиційно застосовується для виробництва клінкерів, наприклад, відбивна піч, тунельна піч, обертова піч або електрична піч, індукційна або електродугова. Суміш мінералів алюмінату кальцію може бути у формі кристалізованої мінералогічної фази, вибраної з-посеред CA, C12A7, С3А, С4 А3$, або у формі суміші щонайменше однієї зі згаданих кристалізованих мінералогічних фаз і аморфної фази. За варіантом, якому віддають перевагу, суміш мінералів містить щонайменше 30% (мас.) С12А7, за варіантом, якому віддають більшу перевагу, щонайменше 50% (мас.) С12А7, за варіантом, якому віддають набагато більшу перевагу, від 50% (мас.) до 85% (мас.) С12А7, ви ходячи із загальної маси суміші мінералів. Суміш мінералів алюмінату кальцію може також містити щонайменше одну кристалізовану мінералогічну фазу, вибрану з-посеред C2A(1-x)Fx, C2S, C2AS, C3S та їх сумішей, де F та S, відповідно, означають Fe2O3 і SiO2, відповідно до номенклатури цементів, і де х є цілим числом, що належить [0; 1]. Суміш мінералів алюмінату кальцію може подрібнюватись і мати, у такому разі, питому поверхню за Блейном більшу за або таку, що дорівнює 1500см 2/г, або за варіантом, якому віддають перевагу, становити від 2000см 2/г до 5000см 2/г. Придатний сульфат кальцію для в'яжучої речовини може вибиратись з-посеред ангідритів, гіпсу, напівгідратів та їх сумішей. В'яжуча речовина, що містить суміші мінералів алюмінату кальцію за цим винаходом, надає мож 11 82994 ливість одержання, після додання гранулятів і домішок, суху будівельну розчинову суміш. Суха будівельна розчинова суміш за цим винаходом містить: - в'яжучу речовину за цим винаходом: від 15% (мас.) до 75% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - крейдяні наповнювачі або крем'янисті піски: від 25% (мас.) до 85% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - вапно та/або портландцемент: від 0% (мас.) до 3,5% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - порошкові полімери, які одержують шляхом повторного диспергування: від 0% (мас.) до 8% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші та/або полімери, які одержують з дисперсії твердих речовин v рідині: від 0% (мас.) до 20% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - реологічні домішки та/або домішки, що регулюють строки схоплювання. За варіантом, якому віддають перевагу, суха будівельна розчинова суміш за цим винаходом містить: - в'яжучу речовину за цим винаходом: від 20% (мас.) до 50% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - крейдяні наповнювачі або крем'янисті піски: від 50% (мас.) до 80% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - вапно та/або портландцемент: від 0% (мас.) до 0,5% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - порошкові полімери, які одержують шляхом повторного диспергування: від 0% (мас.) до 5% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші та/або полімери, які одержують з дисперсії твердих речовин у рідині: від 0% (мас.) до 15% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші, - реологічні домішки та/або домішки, що регулюють строки схоплювання. Порошкові полімери можуть вибиратись зпосеред співполімерів вінілацетату, версататів вінілу та етилену, доступних, наприклад, від фірми Wacker або фірми Elotex Corporations, та полівінілових спиртів. Полімери, які одержують із дисперсії твердих речовин у рідині, можуть вибиратись з-посеред дисперсій стиролу-бутадієну, акрилових стиролів, акрилатів, вінілацетатів і версатату вінілу і етилену, доступних, наприклад, від фірми Rohm&Haas Corporation. Реологічними домішками є традиційні складові будівельних розчинів, призначені для поліпшення реологічних властивостей вихідного змішаного розчину. Такими реологічними домішками є казеїн, сульфовані меламінформальдегіди, поліоксіети 12 леновані фосфонати (POE), полікарбонати поліетиленоксиду (PCP) і їх суміші. Такі домішки є комерційно доступними продуктами. Можна згадати, наприклад, продукти OPTIMA 100® і PREMIA150®, які продаються фірмою CHRYSO Corporation, а також MELMENT F10®, MELFLU X PP100F®, які продаються фірмою SKW Corporation. Реологічні домішки, за варіантом, якому віддають перевагу, становлять від 0,1% (мас.) до 0,5% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. Вони часто застосовуються з водорозчинними полімерами, виконуючи функцію обмеження сегрегації, наприклад, із простими ефірами целюлози, а також з велановими камедями і полісахаридами. Домішки, що регулюють строки схоплювання, можуть бути прискорювачами схоплювання або уповільнювачами схоплювання. Вони, за варіантом, якому віддають перевагу, становлять від 0,1% (мас.) до 0,5% (мас.) від загальної маси сухої будівельної розчинової суміші. За варіантом, якому віддають перевагу, винна кислота у поєднанні з глюконатом натрію може застосовуватись як уповільнювач схоплювання. Суха будівельна розчинова суміш за цим винаходом надає можливість одержання пластичної розчинової суміші шляхом змішування з водою. За варіантом, якому віддають перевагу, кількість води є такою, що масове відношення вода/тверді речовини є нижчим за 0,5. Інша ціль цього винаходу полягає у застосуванні суміші мінералів алюмінату кальцію для одержання етрингітної в'яжучої речовини за цим винаходом. Ще інша ціль цього винаходу полягає у застосуванні суміші мінералів алюмінату кальцію для одержання сухої будівельної розчинової суміші за цим винаходом. І, нарешті, інша ціль цього винаходу полягає у застосуванні суміші мінералів алюмінату кальцію для одержання пластичної розчинової суміші за цим винаходом. Винахід ілюструється і докладно описується наведеними нижче прикладами. В усіх таких прикладах, придатне відношення С/А є молярним відношенням; придатний відсоток (С+А) виражається за масою від загальної маси суміші мінералів; відношення сульфат кальцію/Аl2О3 є молярним відношенням; кількість води замішування наводиться у масових відсотках від загальної маси сухих складових будівельного розчину. Приклад 1 - порівняльні приклади 2. 3. 4. 5 Одержують будівельний розчин за цим винаходом, що містить в'яжучу речовину за цим винаходом (випробування №1). Для порівняння, одержують будівельні розчини з в'яжучими речовинами попереднього рівня техніки (випробування №2, випробування №3, випробування №4, випробування №5). У Таблиці 1 наведено склад в'яжучих речовин. 13 82994 14 чини відомого рівня техніки з в'яжучою речовиною відомого рівня техніки (№7, №8). У Таблиці 4 наведено склад та реологічні і механічні характеристики будівельних розчинів. У Таблиці 2 наведено склад будівельних розчинів, що містять в'яжучі речовини з таблиці 1. У Таблиці 3 наведено реологічні та механічні характеристики одержаних будівельних розчинів. Такі випробування показують, що будівельні розчини за цим винаходом мають дуже високу короткострокову механічну міцність на стискання з одночасним тривалим і достатньо регульованим періодом схоплювання завдяки підбору дози уповільнювача схоплювання. Видно, що будівельні розчини відомого рівня техніки, що містять звичайні глиноземисті цементи (більшою частиною фаза CA) з додатковим введенням портландцементу та/або вапна, не надають можливості, у разі еквівалентного періоду схоплювання, одержання задовільної короткострокової механічної міцності (від 4МПа до 8МПа, порівняно з 30МПа у будівельного розчину за цим винаходом). Подібним чином, у деяких випадках у присутності вапна, довгострокова міцність все ще має дуже низький рівень. Приклад 6 - порівняльні приклади 7. 8 Одержують будівельний розчин за цим винаходом, що містить в'яжучу речовину за цим винаходом (№6) і, для порівняння, два будівельні роз Сульфатом кальцію є ангідрит 95% чистоти. Шлаком є доменний шлак. Крем'янистий пісок від фірми Sifraco Corporation продається під позначенням Sable NE14 (Пісок NE14), розмір зерна піску є меншим за 500мкм (d50=210мкм). RE523Z - смола, що продається фірмою Wacker Corporation. Це співполімер вінілацетату та етилену. Lifetech 115: карбонат літію, що продається фірмою FMC. Melment F10: сульфований меламінформальдегід, що продається фірмою SKW. Глюконат натрію: продається фірмою Roquette Freres. MT400PFV: простий ефір целюлози, що продається фірмою Wolf Walsrode. Dehydran 1922: протиспінювальна речовина, що продається фірмою Rhodia. Залишкова кількість ангідриту (наведена у довільних одиницях) визначається за висотою піка, який одержують рентгенографічними засобами. Кількість етрингіту, що утворюється, визначають за потоком виділеного тепла засобами DSC (диференційна сканувальна калориметрія). Усадку визначають через 7 днів на пробних зразках розмірами 2´2´16см, що зберігаються при температурі 20°C і 50% відносній вологості. Ме ханічну міцність визначають на пробних зразках розмірами 2´2´16см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% вологості. 15 82994 Видно, що суміш мінералів алюмінату кальцію за цим винаходом надає можливість одержання набагато кращих компромісних характеристик: - кінетика набирання механічної міцності є набагато кращою, аніж у будівельних розчинів, що містять суміші мінералів відомого рівня техніки, - кращім є також контролювання коливань розмірів, - одержують кращій вихід етрингіту, про що свідчить більша кількість етрингіту, що утворюється, і менша кількість залишкового ангідриту. Приклад 9. приклад 10 і порівняльний приклад 11 Одержують будівельні розчини для виконання ремонтних робіт за цим винаходом (випробування 9 і випробування 10), а також порівняльні будівельні розчини відомого рівня техніки (випробування 11). Склад цих розчинів наведено у Таблиці 5. 16 Приклад 12 Одержують будівельний розчин на основі клею для облицювання плиткою за цим винаходом. У Таблиці 7 наведено склад цього розчину. Сульфат кальцію: напівгідрат 95% чистоти. Durcal 15: карбонат кальцію, що продається фірмою OMYA з розміром зерна d50 15мкм, де 1% зерен має розмір, більший за 100мкм. RE530Z: смола, що продається фірмою Wacker Corporation. Це співполімер вінілацетату та етилену. Tylose MH3001P6: простий ефір целюлози, що продається фірмою Clariant. У таблиці 8 подано механічні властивості. Сульфат кальцію: напівгідрат 95% чистоти. У Таблиці 6 наведено реологічні та механічні характеристики будівельного розчину. Ме ханічну міцність визначають на пробних зразках розмірами 4´4´16см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% вологості. Видно, що будівельні розчини за цим винаходом мають набагато кращу кінетику набирання міцності (набирання міцності через 4год.); те саме спостерігається стосовно еквівалентного часу схоплювання. Зчеплення вимірюють за допомогою динамометра SATTEC відповідно до робочого режиму, як описано у брошурі CSTB 3267 Cahier des Prescriptions Techniques d'Exécution "Revêtements des sols intérieurs et extérieurs en carreaux céramiques ou analogues collés au mouen de mortiers colles". Одержують продукт, що має 20хв строк зберігання здатності до саморозтікання і добрі механічні властивості. Приклад 13 Одержують рідку монолітну цементу стяжку швидкого твердіння із сумішшю мінералів алюмінату кальцію за цим винаходом і гіпсом (випробування 13). У Таблиці 7 наведено склад і результати випробування реологічних та механічних властивостей. 17 82994 18 Приклад 14. Приклад 15 - порівняльні приклади 16. 17. 18 і 19 Одержують вирівнювальні покриття із сумішами мінералів алюмінату кальцію і сульфату кальцію за цим винаходом (випробування 14, 15), які порівнюють із контрольними сумішами, основу яких становлять суміші мінералів алюмінату кальцію відомого рівня техніки та портландцемент (випробування 16, випробування 17, випробування 18, випробування 19). Композиції подані у Таблиці 10. З метою полегшення порівняння характеристик будівельних розчинів відомого рівня техніки та будівельних розчинів за цим винаходом, у Таблиці 10 наведено загальну масову кількість оксиду алюмінію у в'яжучій речовині. C: вапно, що продається фірмою Balthazar&Cotte. Сульфат кальцію: гіпс 95% чистоти. Крем'янистий пісок: пісок Palvadeau. E10: крем'янистий пісок Sifraco, розмір зерна d50=21мкм. D130: крейда Durcal 130, що продається фірмою OMYA; 76% зерен мають розмір більший за 100 мкм і 0,2% зерен мають розмір менший за 500 мкм. Казеїн: продається фірмою Unilait. Саморозтікання визначають за допомогою зрізаного конусу ASTM (Американська спілка фахівців із випробування матеріалів) (опис наведено у стандарті ASTM С230). Строк зберігання здатності до саморозтікання відповідає періоду часу, на закінчення якого пластична суміш втрачає здатність до саморозтікання. Ме ханічну міцність визначають на пробних зразках розмірами 4´4´16 см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% вологості. Реологічні властивості (розтікання) монолітної цементної стяжки є добрими і навіть у разі дуже тривалого строку зберігання здатності до саморозтікання (1год. 30хв.) кінетика твердіння залишається дуже швидкою і це незважаючи на відсутність портландцементу і дуже низьку питому поверхню за Блейном суміші мінералів алюмінату кальцію за цим винаходом. Сульфат кальцію: напівгідрат 95% чистоти. P: портландцемент CPA CEM І 52.5 СР2; С= вапно. Durcal 15: крейда, що продається фірмою OMYA. Durcal 130: крейда, що продається фірмою OMYA. Ме ханічні і реологічні властивості наведені у Таблиці 11. 19 82994 1. Строк набрання механічної міцності на стискання: період часу, на закінчення якого механічна міцність на стискання вирівнювального покриття досягає рівня 3МПа. 2. Строк досягнення покриттям визначеного рівня залишкової вологості: період часу, на закінчення якого вирівнювальне покриття має рівень залишкової вологості (визначений за методом карбіду кальцію (виділення ацетилену при контактуванні із вологою матеріалу) за допомогою контрольно-вимірювального приладу CM від фірми Riedel&Haen) нижче за 3%, який визначається у бетонній брущатці товщиною 9мм при температурі 23°С і 50% вологості. 3. Етрингіт 4год.: Кількість води замішування, що кристалізується у формі етрингіту у г/кг одержаного продукту (t=4год.), визначена за методом карбіду кальцію (виділення ацетилену при контактуванні із вологою матеріалу) за допомогою контрольно-вимірювального приладу CM від фірми Riedel&Haen. 4. Етрингіт 24год.: Кількість води замішування, що кристалізується у формі етрингіту у г/кг одержаного продукту (t=24год.). 5. Зчеплення: Визначається за допомогою динамометра Sattec за робочою методикою, наведеною у брошурах те хнічного довідника з технічної консультації та класифікації P. CSTB, №2893, на бетонній опорі через 28 днів без адгезивної грунтовки (у МПа). 6. Усадка: Усадка при висиханні, що визначається через 28 днів на пробних зразках розмірами 2´2´16см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% відносній вологості (у мм/м). Час утворення колоїдної структури і саморозтікання визначають за робочою методикою, наведеною у брошурах те хнічного довідника з технічної консультації та класифікації P. CSTB, №2893. 20 Ме ханічну міцність визначають на пробних зразках розмірами 2´2´16см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% вологості. На Фіг. наведені криві теплових потоків для випробування 15 (крива 2) за цим винаходом і для випробування 18 (крива 1) за відомим рівнем техніки, які були одержані засобами ізотермічної мікрокалориметрії. Кількість утвореного етрингіту впродовж нетривалого періоду часу візуалізується тепловим потоком, що виділяється реакційною сумішшю. Вирівнювальні покриття за цим винаходом і вирівнювальні покриття відомого рівня техніки мають добрі реологічні (розтікання) властивості, однак механічні властивості (міцність на стискання) в'яжучої речовини за цим винаходом значно покращились. Як показано на Фіг., етрингіт у будівельному розчині, що містить в'яжучу речовину за цим винаходом, утворюється значно швидше, аніж у будівельному розчині, що містить в'яжучу речовину відомого рівня техніки і впродовж однієї стадії, у протилежність до будівельного розчину, що містить в'яжучу речовину відомого рівня техніки. Окрім того, суміш мінералів алюмінату кальцію за цим винаходом вдвічі скорочує строк набрання механічної міцності на стискання без будь-якого додаткового введення портландцементу до в'яжучої речовини і з меншим загальним вмістом оксиду алюмінію у композиції. І, нарешті, відповідні характеристики (усадка при висиханні, міцність на стискання або зчеплення з опорою) також є більш високими. Приклад 20. Приклад 21 і приклад 22 Одержали три клінкери (А, В і C) за цим винаходом різного мінералогічного складу. Клінкер А і клінкер В одержали шляхом розплавлення бокситу і крейди у вогнетривкому тиглі при температурі 1400°C. Клінкер C одержали шляхом спікання бокситу, крейди і ангідриту у вогнетривкому ти глі при температурі 1300°C впродовж 2год. Мінеральний склад (виражений у масових відсотках від загальної маси клінкеру) цих клінкерів подано у наведеній нижче Таблиці 12: Склад будівельних розчинів, які одержали з такими клінкерами, та їхні механічні і реологічні характеристики подані у Таблиці 13. 21 82994 22 Сульфат кальцію: напівгідрат 95% чистоти Ме ханічну міцність визначають на пробних зразках розмірами 2´2´10см, що зберігаються при температурі 20°C і 70% вологості. В'яжучі речовини за цим винаходом надають можливість одержання будівельних розчинів з добрими компромісними характеристиками як на реологічному, так і на механічному рівнях. Комп’ютерна в ерстка Т. Чепелев а Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601