制备用于矿物粘结剂组合物的固化促进剂的方法技术

制备用于矿物粘结剂的凝结和固化促进剂的方法，所述方法包括如下步骤：a)使钙化合物CV与硅化合物SV反应，和b)加入分子量为最高200g/mol，特别是40-100g/mol的酸性化合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】制备用于矿物粘结剂组合物的固化促进剂的方法
本专利技术涉及制备用于矿物粘结剂的凝结和固化促进剂的方法，所述方法包括使钙化合物CV与硅化合物SV反应的步骤。本专利技术还涉及凝结和固化促进剂以及包含这种促进剂的粘结剂组合物。此外，本专利技术涉及所述凝结和固化促进剂用于改进矿物粘结剂的早期抗压强度的用途。
技术介绍
混凝土预制件或钢筋混凝土预制件或道路翻修或跑道翻修中越来越需要高的早期强度，以使得混凝土构件在数小时之后即可脱模、运输、堆积或受预应力，或者道路或跑道在数小时之后即可行驶。为了在实践中实现该目的，除了高性能混凝土制剂(例如低w/z-值或高水泥含量)外，通常还使用热处理或蒸气处理。这些处理需要许多能量，从而由于升高的能量价格、显著的投资成本和耐久性的问题以及清水混凝土的问题，日益放弃这些处理并且寻求其它方式来促进固化过程。特别有可能使用促进凝结和促进固化的添加剂。就此而言，WO2010/026155A1(ConstructionResearch&TechnologyGmbH)描述了例如促进剂组合物，所述促进剂组合物通过钙化合物和硅化合物在作为液化剂的水溶性梳形聚合物的存在下的沉淀反应制得。然而迄今为止，促进添加剂通常还无法满意地替代热处理或蒸气处理。基于钙化合物和硅化合物的添加剂虽然起到促进凝结和促进固化的作用，但是通常缺点在于，其在其稠度方面粘度过高，使得其制备及其应用(特别是计量添加)较为昂贵。虽然可以通过加入塑化剂(Fliessmitteln)降低粘度，然而灰浆组合物或混凝土组合物中的额外的塑化剂造成扩展度随w/z变化，这通常是不希望的。此外，已知促进添加剂的使用由于混凝土的扩展度显著降低而通常造成灰浆组合物或混凝土组合物的可加工性剧烈降低。因此仍然需要提供不具有上述缺点的促进添加剂及其制备方法。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供改进的促进添加剂及其制备方法。促进添加剂应当特别具有尽可能低的粘度，同时可以尽可能简单地制备，并且还具有高的储存稳定性以及尽可能不负面影响混凝土和灰浆的可加工性。特别地，用于制备促进添加剂的方法应当保持尽可能简单并且尽可能经济。出人意料地发现，可以通过根据权利要求1的方法实现该目的。本专利技术的关键是加入分子量为最高200g/mol、特别是40-100g/mol的酸性化合物。出人意料地，这样制备的凝结和固化促进剂由于加入酸性化合物而具有相比于常规促进剂更低的粘度同时很高的储存稳定性。根据本专利技术的促进剂在由其制备的灰浆或混凝土中还显示出有利的扩展度以及良好的早期抗压强度。根据本专利技术的制备方法可以保持相对简单并且允许使用成本低廉且在世界范围内可大量获得的原料，这有利于经济性。本专利技术的其他方面为其他独立权利要求的主题。本专利技术的特别优选的实施方案为从属权利要求的主题。专利技术的具体实施方式本专利技术的第一方面涉及制备用于矿物粘结剂的凝结和固化促进剂的方法，所述方法包括如下步骤：a)使钙化合物CV与硅化合物SV反应，和b)加入分子量为最高200g/mol、特别是40-100g/mol的酸性化合物。钙化合物以及硅化合物用CV或SV表示仅为了便于阅读。所述标记不以任何方式理解为限制性的。步骤a)和b)通常可以以任意顺序进行。术语“矿物粘结剂”被理解为特别是在水的存在下通过水合反应而反应形成固体水合物或水合物相的粘结剂。矿物粘结剂可以例如为水硬性粘结剂(例如水泥或水硬性石灰)、潜在水硬性粘结剂(例如炉渣)、火山灰型粘结剂(例如飞灰)或非水硬性粘结剂(例如石膏或白石灰)。“水泥粘结剂”或“水泥粘结剂组合物”在本文中被理解为特别是水泥份额为至少5重量％、特别是至少20重量％、优选至少50重量％、尤其是至少75重量％的粘结剂或粘结剂组合物。矿物粘结剂或粘结剂组合物特别包含水硬性粘结剂，优选水泥。特别优选的是特别是CEMI型(根据标准EN197-1)的波特兰水泥。水硬性粘结剂在整个矿物粘结剂中的份额优选为至少5重量％、特别是至少20重量％、优选至少50重量％、尤其是至少75重量％。根据另一个有利的实施方案，矿物粘结剂有高达100重量％由水硬性粘结剂，特别是水泥组成。然而还有利的是，粘结剂组合物除了水硬性粘结剂之外或者代替水硬性粘结剂地包含其他粘结剂。其他粘结剂特别是潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂。合适的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂为例如炉渣、飞灰和/或硅尘。粘结剂组合物同样可以包含惰性物质例如石灰石粉、石英粉和/或颜料。在一个有利的实施方案中，矿物粘结剂包含5-95重量％、特别是20-50重量％的潜在水硬性粘结剂和/或火山灰型粘结剂。“早期抗压强度”在本文中被理解为特别是24小时之后的抗压强度。抗压强度特别根据标准EN12390-3定义。“酸性化合物”特别是在加入纯水时能够使其pH-值降低的化合物。特别地，所述酸性化合物是质子给体。酸性化合物的pKS-值特别是≤8。pKS-值在此表示酸度常数KS的负常用对数。酸性化合物特别不包含聚合物化合物。酸性化合物特别也不包含磷酸酯。这些化合物在本文中被证明是不利的。优选在步骤a)中进行钙化合物CV与硅化合物SV在溶剂存在下的反应。合适的溶剂为例如水、醇和/或多元醇，特别是乙二醇、甘油、乙醇或异丙醇。水在此是最优选的溶剂。因此特别地，在步骤a)中进行钙化合物CV与硅化合物SV在水的存在下，特别是在水溶液中的反应。步骤a)中的反应包括特别是钙化合物CV和硅化合物SV之间的沉淀反应。特别地，钙化合物CV与硅化合物SV反应形成硅酸钙-水合物-悬浮液。特别地，在步骤a)的反应之前以包含钙化合物CV的溶液CVL、特别是包含钙化合物CV的水溶液CVL的形式提供钙化合物CV。包含钙化合物CV的溶液CVL在此包含钙化合物CV、溶剂以及任选的其他物质。包含钙化合物CV的溶液CVL在下文中也用“钙溶液CVL”表示。特别使用水作为溶剂。钙溶液CVL中的钙化合物CV的浓度有利地在5-80重量％、特别是30-70重量％、更优选40-60重量％的范围内。同样有利地，以包含硅化合物SV的溶液SVL、特别是包含硅化合物SV的水溶液SVL的形式提供硅化合物SV。包含硅化合物SV的溶液SVL在此包含硅化合物SV、溶剂以及任选的其他物质。特别使用水作为溶剂。包含硅化合物SV的溶液SVL在下文中也用“硅溶液SVL”表示。硅溶液SVL中的硅化合物SV的浓度有利地在5-60重量％、特别是10-50重量％、更优选10-40重量％的范围内。在此特别彼此分开地提供钙溶液CVL和硅溶液SVL。以溶液形式提供钙化合物CV和硅化合物SV特别实现了更简单的工艺进程和工艺控制。钙溶液CVL以及硅溶液SVL用CVL或SVL表示，仅为了便于阅读。所述标记不以任何方式理解为限制性的。特别地，在所述方法过程中，将钙溶液CVL计量添加至硅溶液SVL和/或将硅溶液SVL计量添加至钙溶液CVL。计量添加在此特别连续地和/或间歇地进行。同样可以使钙溶液CVL与硅溶液SVL混合。步骤a)中的反应优选在液相反应器中进行。液相反应器在此特别选自Sulzer-混合器-反应器、具有外部再循环的反应器、级联反应器、环管反应器、转子-定子-反应器和搅拌反应器。优选的液相反应器特别是搅拌反应器和静态混合器。步骤a)通常在-10–本文档来自技高网...

【技术保护点】
制备用于矿物粘结剂的凝结和固化促进剂的方法，所述方法包括如下步骤：a)使钙化合物CV与硅化合物SV反应，和b)加入分子量为最高200g/mol、特别是40‑100g/mol的酸性化合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.12.05 EP 11191944.51.制备用于矿物粘结剂的凝结和固化促进剂的方法，所述方法包括如下步骤：a)使钙化合物CV与硅化合物SV反应，和b)加入分子量为最高200g/mol的酸性化合物；并且其中在步骤a)之前和/或期间加入酸性化合物和在进行凝结和固化促进剂的制备之后pH-值在7-12的范围内；其中硅化合物SV选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、水玻璃、硅酸、偏硅酸钠、偏硅酸钾、偏硅酸二钠、偏硅酸二钾、二氧化硅、二硅酸二钠和三硅酸二钠；并且其中所述酸性化合物包括硝酸、氨基磺酸、甲磺酸、甲酸、乙酸、富马酸、草酸、马来酸、马来酸酐、乙醇酸和/或乳酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，加入分子量为40-100g/mol的酸性化合物。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在步骤a)的反应之前以包含钙化合物的溶液CVL的形式提供钙化合物CV，与此分开地，以包含硅化合物SV的溶液SVL的形式提供硅化合物SV。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述酸性化合物作为第一溶液CVL的成分与钙化合物CV一起提供。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性化合物包含硝酸、氨基磺酸、甲酸和/或乙酸。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述酸性化合物包含硝酸、氨基磺酸和/或乙酸。7.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述钙化合物CV选自氯化钙、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、溴化钙、柠檬酸钙、氯酸钙、氢氧化钙、氧化钙、次氯酸钙、碘酸钙、碘化钙、乳酸钙、亚硝酸钙、磷酸钙、丙酸钙、硫酸钙、硫酸钙半水合物、硫酸钙二水合物、硫化钙、酒石酸钙、葡萄糖酸钙、氨基磺酸钙、马来酸钙、富马酸钙、己二酸钙和铝酸钙。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述钙化合物CV选自氯化钙、硝酸钙、甲酸钙、乙酸钙、碳酸氢钙、溴化钙、柠檬酸钙、氯酸钙、氧化钙、次氯酸钙、碘酸钙、碘化钙、乳酸钙、亚硝酸钙、磷酸钙、丙酸钙、硫酸钙、硫酸钙半水合物、硫酸钙二水合物、硫化钙、酒石酸钙、葡萄糖酸钙、氨基磺酸钙、马来酸钙、富马酸钙、己二酸钙和铝酸钙。9.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，钙化合物CV是良好水溶性的钙化合物。10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，钙化合物CV选自硝酸钙、乙酸钙和氨基磺酸钙。11.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述硅化合物SV选自硅酸钠、硅酸钾、硅酸锂、水玻璃、偏硅酸钠、偏硅酸钾、偏硅酸二...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·沃姆巴彻尔，B·马拉扎尼，C·布尔格，C·库尔兹，G·梅德尔，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH