Спосіб одержання прискорювача тужавіння торкретбетону та прискорювач, виготовлений у цей спосіб (варіанти)

Винахід стосується цементувальних композицій та прискорювачів, що застосовують при цьому, зокрема, для торкретбетону. Застосування бетону на субстрат розпилюванням через сопло (загальновідоме як "торкретування") є чітко встановленою технологією, яку широко використовують під час облицьовування тунелів. Важливо, щоб торкретбетон дуже швидко тужавів на субстраті, тому до бетону додають прискорювач, який розміщують на соплі. Такі прискорювачі повністю відрізняються від тих, що використовують у випадку із звичайним бетоном і, які традиційно містять гідроксид лужних металів, алюмінати та силікати. Глибоко лужні властивості цих матеріалів створюють проблеми пов'язані з обробкою. Це також означає, що застосування їх у замкненому просторі типу тунелів, призводить до неприємної робочої атмосфери. Результатом нещодавно зроблених спроб щодо запобігання таких матеріалів, стало використання сполук алюмінію, типові приклади яких описано у європейських патентах 0 076 927, 0 775 097 та 0 742 179, австрійському патенті 706917 та у європейських заявках на патент 0 812 812 та 0 946 451. Було виявлено, що одержати прискорювач для торкретбетону можна простим способом, який здійснюється особливо легко. Отже, винахід стосується способу виготовлення прискорювача тужавіння торкретбетону, який включає наступні операції: (і) розчинення сульфату алюмінію та діоксиду алюмінію у воді, де, як варіант, міститься щонайменше один розчинений амін, щоб одержати прозорий розчин; та (іі) як варіант, додавання щонайменше одного стабілізатора та щонайменше одного антиспінювача. Пропорції присутніх інгредієнтів складають таким чином, щоб кінцевий продукт містив: масової частки сульфату алюмінію (визначений як АІ 2О3) від 3% до 12%, масової частки аморфного гідроксиду алюмінію до 30%, масової частки аміну до 15%, масової частки антиспінювача до 3% та до 0,06моль/кг стабілізатора, причому останній вибрано з гідроксикарбонових кислот, фосфорних кислот та не лужних солей фосфорних кислот. Винахід також стосується прискорювача для застосування разом з торкретбетоном, одержаним таким способом. Сульфат алюмінію, що використовують, може бути будь-яким наявним у продажу матеріалом. Сульфати алюмінію відрізняються своєю чистотою та складом. Найбільш поширеним є так званий "17%", названий так тому, що містить 17% АІ 2О3. Фактично, масовий відсоток "17%" сульфату алюмінію, AI 2(SO4)3.14.3 Н2О, який слід використовувати у способі згідно з винаходом, знаходиться в межах 30%-60%, бажано від 40% до 48%. Гідроксидом алюмінію може бути аморфний гідроксид алюмінію. Незважаючи на те, що усі гідроксиди алюмінію даватимуть задовільний результат, проте, загальновідомо, що чим пізніша дата виготовлення, тим кращий буде результат. До того ж, гідроксиди алюмінію, які внаслідок свого особливого способу виготовлення, містять малу частку карбонату алюмінію (до 5%), здатні легше розчинюватися і тому є більш бажаним матеріалом. Таких їхніх характеристик важко досягти тільки звичайним додаванням карбонату алюмінію до чистого гідроксиду алюмінію. Хоча можна використовувати дуже малу кількість гідроксиду алюмінію (можливо навіть менше ніж 0,1%) досягти помітного покращення можна додаючи 5% чи більше. Бажано, щоб масовий відсоток становив від 8% до 25%, найкраще від 15% до 25%. Незважаючи на те, що сульфат алюмінію, гідроксид алюмінію та вода, у випадку, коли згідно з винаходом, їх застосовують разом, надають прискорювачу хороших властивостей, вони можуть бути значно кращими завдяки застосуванню одного чи більше з трьох необов'язкових, проте бажаних компонентів. Перший з таких компонентів - амін. Він повинен розчинятися у воді, інші вимоги щодо вибору аміну відсутні. Бажаними амінами є алканоламіни, такі як диглікольамін, диетаноламін та триетаноламін, причому перевагу віддають диетаноламіну. Можна використовувати масової частки аміну до 10%, бажано від 4% до 7%. Другий переважний компонент - стабілізатор, який можна додавати наприкінці процесу. Це матеріал, який запобігає осадженню чи перетворенню на гель розчину гідроксиду алюмінію /сульфату алюмінію. Без стабілізатора розчин також буде добре функціонувати як прискорювач, проте, йому постійно буде бракувати стійкості, відповідно і здатності до зберігання, через що необхідно буде застосовувати розчин одразу ж після виготовлення, отже, такий розчин виявляється дуже непрактичним. Можливо, навіть допустимо застосовувати більше ніж один стабілізатор. До стабілізаторів, що використовують згідно з цим винаходом, належать гідроксикарбонові кислоти, фосфорні кислоти та не лужні солі фосфорних кислот. Гідроксикарбонову кислоту вибирають з будь-якої відомої кислоти. Перевагу віддають лимонній кислоті, проте, можна також застосовувати багато інших, таких як молочна чи аскорбінова кислота. "Фосфорна кислота" стосується однієї з кислот ортофосфорної (Н3РО4), метафосфорної ((НРО3)x) та пірофосфорної (Н2Р2О7) кислоти. "Не лужні солі" - такі, що не містять лужних металів калію і натрію. Наприклад, можна використовувати солі літію, кальцію та фосфату магнію. Третім додатковим переважним компонентом, яким є антиспінювач, може виступати будь-який відомий матеріал. Переважна більшість антиспінювачів складає частину комерційної власності і певна їх композиція ніколи не розголошувалась, отже, підійде будь-який відомий антиспінювач. Найбільш типові приклади включають такий кремнієвий антиспінювач, як AGITAN (товарний знак) та поліефіру жирних кислот LUMITEN (товарний знак) EL. Можна застосовувати до 5% антиспінювача (масова частка твердої речовини відносно всієї композиції), бажано від 0,5% до 3%. Його застосування полегшує використання не щойно одержаних гідроксидів алюмінію. Вважають, що присутність антиспінювача сприяє видаленню діоксиду вуглецю, накопиченого протягом часу на поверхні гідроксиду алюмінію. Цікаво, що коли антиспінювач на містить кремнію, а його кількість не перевищує 3%, відмічають значне зменшення часу тужавіння, на відміну від схожих композицій, що не містять антиспінювача чи містять кремній. Спосіб, згідно з винаходом, легко виконувати на стандартному обладнанні і для фахівців він відомий. Слід зазначити, що для досягнення розчинення на різних етапах може стати необхідним підігрівання до 50°С-60°С. Прозорий розчин можна одержати будь-яким традиційним методом. У воду можна додавати сульфат алюмінію та гідроксид алюмінію у будь-якій послідовності один за одним, разом чи розчиняти або диспергувати окремо у різних кількостях води, а потім об'єднувати. Бажаним є послідовне додавання у воду сульфату алюмінію та гідроксиду алюмінію. Спочатку, краще розчинити у воді сульфат алюмінію за допомогою підігрівання. У цей розчин додають гідроксид алюмінію. Одержують прозорий розчин. Можливо, проте небажано, спочатку у воду додавати гідроксид алюмінію. Він розчиняється важко, проте, утворює дисперсну суспензію, до якої додають сульфати алюмінію. Утворюється прозорий розчин. Точна природа продукту, одержаного таким способом невідома. Безумовно, це не звичайна суміш початкових компонентів (той факт, що продукт є прозорим або трохи каламутним розчином, а не темною, типовою для гідроксиду алюмінію суспензією є доказом цього), ні яким чином не обмежуючи винахід, вважають, що суміш має олігомерне чи полімерне походження. Отже, виготовлений таким способом прискорювач, дає прекрасні результати коли його застосовують як прискорювач тужавіння торкретбетону. Торкретбетон, оброблений таким чином швидко тужавіє та набуває гарної кінцевої міцності. Прискорювач має великий строк зберігання, а також здатність протистояти коливанням температури. Прискорювач повністю нелужний, отже, сприяє покращенню виробничого середовища. Далі наведені приклади, які розкривають винахід, але, не обмежують його. Приклади 1-3 Одержання прискорювача згідно з винаходом. Використовують таку пропорцію мас: Приклад 1 46% 18% 30% 6% "17%" сульфат алюмінію Аморфний гідроксид алюмінію Вода Діетаноламін (90% розчин) Приклад 2 48% 18% 28% 6% Приклад 3 40% 18% 28% 4% У воді розчиняють діетаноламін, після чого там розчиняють сульфат алюмінію. Розчин підігрівають до 50°С-60°С та весь час перемішують, поки не одержать прозорий розчин. У підігрітий та перемішаний розчин поступово додають гідроксид алюмінію та продовжують перемішувати доки не утвориться прозорий розчин. Приклад 4 Прискорювач одержують способом та матеріалами, описаними у Прикладах 1-3, за винятком того, що вміст води становить 28,7% та додатково вводять 1,3% моногідрату лимонної кислоти. Все це додають після того, як увели гідроксид алюмінію перед додаванням розчин охолоджують до кімнатної температури. Одержують прозорий розчин. Приклад 5 Перевірка прискорювачів у ступі. Ступка, яку застосовують для перевірки, має наступний склад: Цемент Normo 4 Portland 450 частин Стандартний пісок SIA 215-1 1350" Цемент на основі фосфорної кислоти Стабілізатор гідратації 1 0,3% масової частки цементу Полікарбоксилатний 0,6% масової суперпластифікатор2 частки цементу 1. Стабілізатор DELVO (зареєстрований товарний знак) колишній МВТ 2. GLENIUM (зареєстрований товарний знак) 51 колишній МВТ Щоб одержати співвідношення вода/цемент (в/ц) у розмірі 0,47, додають достатню кількість води. У ступу (приклади наведені) додають кожен з прискорювачів у співвідношенні масової частки цементу 7%, зазначених у Прикладах 1,2 та 4. Вимірюють початковий та кінцевий час тужавіння способом перевірки за Вікатом EN 196-3. Крім того, перевіряли також наявний у продажу нелужний прискорювач MEYCO (товарний знак) SA 160. Результати були наступними: Приклад 1 Початок (хвил.) Кінець (хвил.) Приклад 2 Приклад 4 4 8 1 5,5 3,5 8,5 Наявний у продажу прискорювач 3 6