包含无定形铝酸钙的组合物以及相关的生产方法技术

本发明专利技术涉及包含无定形铝酸钙的组合物，该无定形铝酸钙具有在下限(Ri)和上限(Rs)之间延伸的预定范围内的石灰与氧化铝的最终摩尔比率(RF)，所述下限不同于上限，其中所述无定形铝酸钙是至少以下项的混合物：‑第一无定形铝酸钙，其具有严格低于所述预定范围的下限的石灰与氧化铝的第一摩尔比率(R1)，以及‑第二无定形铝酸钙，其具有严格高于所述预定范围的上限的石灰与氧化铝的第二摩尔比率(R2)，并且其中所述混合物包含第一量的第一无定形铝酸钙和第二量的第二无定形铝酸钙，确定所述第一和第二量，使得对应于通过所述第一和第二量加权的石灰与氧化铝的第一和第二摩尔比率的平均值的无定形铝酸钙的石灰与氧化铝的最终摩尔比率属于所述预定范围的方式。本发明专利技术还涉及用于制备这样的组合物的方法。

Composition containing amorphous calcium aluminate and related production methods

The present invention relates to compositions comprising amorphous calcium aluminate, the amorphous calcium aluminate (Ri) is in the lower and upper limit (Rs) and lime alumina extending between the predetermined range, the final molar ratio (RF), the lower limit is different from the ceiling, wherein the amorphous calcium aluminate mixture at least the following items: first amorphous calcium aluminate, first molar ratio of lime and alumina has strict limit below the predetermined range of (R1), and a second amorphous calcium aluminate, second molar ratio of lime and alumina has strictly higher than the predetermined range of the upper bound (R2), and a second amorphous calcium aluminate the mixture comprises a first quantity of the first amorphous calcium aluminate and second of the amount of which is determined, the first and the second volume, which corresponds to the first and second volume weighted lime and oxygen The final molar ratio of amorphous calcium aluminate to alumina by the average value of the average value of the first and second molar ratios of aluminum to the specified range is in the predetermined range. The invention also relates to a method for preparing such a composition.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含无定形铝酸钙的组合物以及相关的生产方法
本专利技术涉及基于无定形铝酸钙的组合物的领域。其更具体地涉及包含具有最终石灰与氧化铝摩尔比率的无定形铝酸钙的组合物，其中最终石灰与氧化铝摩尔比率可以在预定范围内选择。本专利技术进一步涉及用于制备这种组合物的方法。
技术介绍
铝酸钙是高铝水泥的主要成分之一，其经常用于制作粘合剂、混凝土或灰浆(建筑化学灰浆、耐火砂浆等)。存在两种主要的彼此特别有区别的高铝水泥类：结晶铝酸钙水泥，其特征在于它们的化学成分和它们的结晶相(矿物相)，以及无定形铝酸钙水泥，其特征在于它们的化学成分。事实上，铝酸钙是部分无定形的或部分结晶的，并且根据它们包括的非晶相和结晶相的比率被分为一类或另一类。具有主要结晶相的铝酸钙基本上被称为“结晶铝酸钙”，以及具有主要非晶相的铝酸钙基本被称为“无定形铝酸钙”。本文中，我们将特别关注包含无定形铝酸钙的组合物。就大部分而言，它们组成自氧化钙或石灰CaO(还称作C，在水泥标记中)、氧化铝Al2O3(称作A，在水泥标记中)、和可选的硅石SiO2、氧化铁Fe2O3、或通常包括在原材料中的其它杂质。众所周知的是，无定形铝酸钙可以通过石灰(C)与氧化铝(A)的摩尔或它们的重量比来加以表征，其更频繁地被称为C/A比率(水泥厂缩写)。实际上，无定形铝酸钙的性能、以及由此产生的应用高度依赖于C/A摩尔比率。例如，含有无定形铝酸钙的C/A摩尔比率高于1.8的粘合剂具有非常快的凝结时间，也就是说，至多约几分钟。相反，C/A摩尔比率是低于1.8的粘合剂具有较慢的凝结时间，其可以延伸到几个小时。作为一个例子，当预期粘合剂随着时间具有相对较长的实施时间表和一些可操作性(自动平整土壤重铺或预制工作)时，将选择具有C/A摩尔比率低于1.8的无定形铝酸钙，或当预期粘合剂用于生产刮板或地板粘合剂(在2和4小时之间的凝结时间)时，则将选择具有C/A摩尔比率为1.5至1的无定形铝酸钙。相反，当预期超快速凝结粘合剂用于在潮湿的环境中来生产灰浆或混凝土时，将使用具有C/A摩尔比率为1.8至2(10至20分钟的凝结时间)的无定形铝酸钙。同样，为了制作喷浆或锚固剂(anchoringcapsule)，对于其需要约几秒钟到10分钟的凝结时间，将选择C/A摩尔比率为2至2.2的无定形铝酸钙。因此，对于每种预期的应用，需要准确地确定和优化所使用的无定形铝酸钙的C/A摩尔比率，以及反过来精确地确定无定形铝酸钙的C/A摩尔比率使得有可能选择适用于它的应用。对此的必然结果是，当应用被确定时，使用的无定形铝酸钙的摩尔比率值应保持尽可能接近应用所要求的理想比率，通常在±0.1的范围内，理想地在±0.05、或±0.02的范围内。现今，因此产生无定形铝酸钙以具有根据预期的应用的预定石灰与氧化铝摩尔比率。在实践中，目前可以通过所谓的化学过程，例如，通过熔融过程接着快速冷却，来获得这样的具有预定C/A摩尔比率的无定形铝酸钙。文件DE3610586给出这样的无定形铝酸钙的一个实例。通过化学反应来获得这种具有预定的C/A摩尔比率的无定形铝酸钙的实现是通过给定的时间和温度条件、以及所选择的并以合适的比例合并的反应物。特别地，目前可以通过熔融过程来获得这种无定形铝酸钙。这种熔融过程在于在能够完全熔融这些原材料的时间(大约2至10小时)内，在立式熔融炉中，并在非常高的温度(1300℃-2300℃)下加热适量的石灰石块(CaCO3)和适量的一水合矾土(富含氧化铝的矿物岩并且其含有可变量的铁和硅石)。在此步骤以后，通过位于熔炉下部的放液口来回收液体质量。然后突然急剧冷却液体物质(其特别具有1300℃至1600℃的温度)到低于其结晶温度的温度(通常至多1200℃，更传统上低于1000℃)。在冷却下来之后，其后研磨称为熟料的产物以形成粉末形式的无定形铝酸钙，其还称为无定形铝酸钙水泥。然而，关于能量需求和时间要求，这种生产工艺需要限制性的和昂贵的操作条件。实际上，需要使用非常高的温度(1300℃至1600℃)相当长的时间以制作这种化学诱导的无定形铝酸钙。此外，原材料如矾土块包含不同程度的氧化物(氧化铁、硅石)，其对于因此形成的无定形铝酸钙的可重复性以及还对于预期的C/A摩尔比率的具体确定可能是有害的。此外，因为每种无定形铝酸钙的预期应用取决于它的C/A摩尔比率，所以适当的是分别生产大量的不同的无定形铝酸钙，各自具有适合特定应用的C/A摩尔比率，这会增加工业复杂性。特别是，对于每个目标石灰与氧化铝摩尔比率(C/A)，有必要优化实验条件，尤其是，原材料他它们的各自比例、固化温度(高氧化铝率需要较高的固化温度)、固化时间、和最终冷却时间的选择。此外，结晶铝酸钙是已知很长一段时间，并且其通过熔融过程然后慢慢冷却下来，或通过烧结来产生。它们例如由Kopanda等描述于出版物《ProductionProcesses,PropetiesandApplicationsforCalciumAluminateCements》,AluminaChemicalsScienceandTechnologyhandbook,AmericanCeramicSociety(1990),pp171-181。在由Kopanda等报道的主结晶相中，在工业应用中最常升级的那些主结晶相是铝酸一钙(CaO-Al2O3，或在水泥标记中为CA)、十二钙七铝酸盐((CaO)12-(Al2O3)7，或在水泥标记中为C12A7)或一钙二铝酸盐((CaO)-(Al2O3)2，或在水泥标记中为CA2)。含有结晶铝酸钙的不同产品是市售的并且已知，通过基于干产品的总重量的它们的氧化铝率，即，通过它们含有的氧化铝重，来将这些产品分类：约40％(在KerneosCompany的Ciment中)、50％(在KerneosCompany的51中)、或70％(在KerneosCompany的71中)。还已知的是，与水混合的结晶铝酸钙的溶解速率高度依赖于包含在结晶铝酸钙中的每种结晶相的特性和量。例如，CA结晶相具有适合于需要开放时间的控制，即，在它已与水混合以后在其间可以处理结晶铝酸钙的时间的控制的应用的溶解速率。实例包括上文引用的71、51水泥和Ciment反过来，含有更多石灰，尤其是更多结晶相C12A7的结晶铝酸钙可以用于需要快速水合(或水溶解)(例如喷射混凝土)的某些应用。一个实例包括在过去由LafargeFonduInternationalCompany以商标销售的产品。因此，已知的是，组合各种结晶铝酸钙以优化结晶铝酸钙的溶解速率。然而，发现，在水中混合各自具有已知的整体化学成分(即已知的C/A摩尔比率)的两种结晶铝酸钙不能预测产生自这种混合的溶解的结晶铝酸钙的最终的C/A摩尔比率。而且，仅知道结晶铝酸钙的化学成分不能预测它的行为，从而使C12A7的几个百分点的增加可能会导致灰浆的开放时间的显着降低或导致这种灰浆的立即凝结。例如，本领域技术人员知道，当在简单灰浆中制备(根据标准EN196-1的制备和组合物，但使用500g的水泥、1350g的砂和200g的水)时，两种结晶铝酸钙的混合物，其中上述两种结晶铝酸钙被研磨到相同细度(或Blaine比表面积)，一种主要含有C/A摩尔比率为等于1.7的结晶相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含无定形铝酸钙的组合物，其中最终石灰与氧化铝摩尔比率(RF)包括在下限(Ri)和上限(Rs)之间延伸的预定范围内，所述下限(Ri)不同于所述上限(Rs)，其特征在于，所述无定形铝酸钙是由至少以下项组成的组合；‑第一无定形铝酸钙，具有严格低于所述预定范围的所述下限(Ri)的第一石灰与氧化铝摩尔比率(R1)，以及‑第二无定形铝酸钙，具有严格高于所述预定范围的所述上限(Rs)的第二石灰与氧化铝摩尔比率(R2)，并且其中，所述组合包含第一量的所述第一无定形铝酸钙和第二量的所述第二无定形铝酸钙，以对应于通过所述第一和第二量加权的所述第一和第二石灰与氧化铝摩尔比率(R1，R2)的平均值的所述无定形铝酸钙的所述最终石灰与氧化铝摩尔比率(RF)在所述预定范围内的方式来确定所述第一和第二量。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.06.03 FR 15550361.一种包含无定形铝酸钙的组合物，其中最终石灰与氧化铝摩尔比率(RF)包括在下限(Ri)和上限(Rs)之间延伸的预定范围内，所述下限(Ri)不同于所述上限(Rs)，其特征在于，所述无定形铝酸钙是由至少以下项组成的组合；-第一无定形铝酸钙，具有严格低于所述预定范围的所述下限(Ri)的第一石灰与氧化铝摩尔比率(R1)，以及-第二无定形铝酸钙，具有严格高于所述预定范围的所述上限(Rs)的第二石灰与氧化铝摩尔比率(R2)，并且其中，所述组合包含第一量的所述第一无定形铝酸钙和第二量的所述第二无定形铝酸钙，以对应于通过所述第一和第二量加权的所述第一和第二石灰与氧化铝摩尔比率(R1，R2)的平均值的所述无定形铝酸钙的所述最终石灰与氧化铝摩尔比率(RF)在所述预定范围内的方式来确定所述第一和第二量。2.根据权利要求1所述的组合物，其中，所述第一和第二石灰与氧化铝摩尔比率(R1，R2)之间的差值大于或等于0.1，特别是大于或等于0.5，优选大于或等于0.8。3.根据权利要求1和2中任一项所述的组合物，其中，所述第一无定形铝酸钙的所述第一石灰与氧化铝摩尔比率(R1)在0.01至3的范围内，特别是在1至2的范围内。4.根据权利要求1至3中任一项所述的组合物，其中，所述第二无定形铝酸钙的所述第二石灰与氧化铝摩尔比率(R2)在1.5至15的范围内，优选在2至3的范围内。5.根据权利要求1至4中任一项所述的组合物，其中，所述第一和第二无定形铝酸钙中的至少一种包含含有至少两个亲水性官能团和一个疏水链的有机化合物。6.根据权利要求1至5中任一项所述的组合物，进一步包含选自硫酸钙、波特兰水泥、或它们的组合的至少一种化合物，以及可选的一种或多种添加剂。7.根据权利要求6所述的组合物，相比于所述组合物的干总重量按重量计包含：-35％至75％、优选35％至50％的所述无定形铝酸钙，例如根据权利要求1至5中任一项所限定的，-25％至65％、优选50％至65％的硫酸钙，以及-0％至5％的添加剂。8...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·布里冈达，雅默尔·马伊亚维，雅克·埃斯蒂瓦尔，
申请(专利权)人：克内奥斯公司，
类型：发明
国别省市：法国,FR