含有铝浮渣的自发泡的地质聚合物组合物的制作方法_2

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而脱径基在500至800°C下发生,其中晶格结构塌陷并形成偏高岭±(AbSi2〇7)。因此, 纯的偏高岭±含有约54重量%的51化和约46重量%的412〇3。已发现,偏高岭±在发泡的地 质聚合物组合物中示出了最好的结果。因此,偏高岭±是本发明的优选的火山灰质粘合剂。
[0029] 根据本发明合适的其他火山灰质粘合剂的概述参见例如Cai jun Shi,Pavel V.Krivenko,Della 民oy,Alkali-Activated Cements and concretes,Taylor&Francis, London&New York,2006,第51-63页。对火山灰活性的测试可根据DIN EN 196第5部分进行。
[0030] 本发明的碱性激活剂适当地选自碱金属碳酸盐、碱金属氣化物、碱金属氨氧化物、 碱金属侣酸盐、碱金属娃酸盐及其混合物。其优选地选自碱金属氨氧化物、碱金属娃酸盐及 其混合物。碱金属优选地选自Li、Na、Κ及其混合物。
[0031] 根据一个极其优选的实施方案,碱金属娃酸盐选自具有经验式mSi化· ηΜ2〇的化合 物,其中Μ为碱金属,优选为Li、化、Κ或其混合物,m:η的摩尔比为含4.0,优选为含3.0,更优 选为含2.0,特别是含1.70,且最优选为含1.20。
[0032] 碱金属娃酸盐优选为水玻璃,更优选为水性水玻璃,且更特别是钢水玻璃或钟水 玻璃。然而,还可使用裡水玻璃或锭水玻璃,W及所述水玻璃的混合物。
[0033] 优选应不超出上面指定的比例m:n(还称为"模数"),运是因为如果超出的话则可 能将不会存在着任何的所述组分的完全反应。还可W采用更低的模数,例如0.2左右。应在 使用前将具有较高模数的水玻璃使用合适的水性碱金属氨氧化物调节至本发明的模数范 围内。
[0034] 在有利的模数范围内的钟水玻璃主要W水溶液的形式市售,其高度吸湿;在有利 的模数范围内的钢水玻璃还W固体形式市售可得。水玻璃水溶液的固体含量通常为20重 量%至60重量%,优选为30重量%至50重量%。
[0035] 然而,应注意的是,在需要自发泡的地质聚合物组合物的发泡反应之前立即使(碱 性)水和侣浮渣接触。运可通过例如仅储存无水固体组分并在需要时加入水,或通过储存粘 合剂组分和侣浮渣作为一种组分并在需要时加入第二种组分的水性水玻璃来完成。还可W 储存粘合剂、侣浮渣和水性水玻璃作为Ξ种独立的组分并在需要时将全部组分混合。
[0036] 可通过使娃砂与相应的碱金属碳酸盐烙化来在工业上制备水玻璃。或者其也可毫 无困难地由反应性二氧化娃与相应的水性碱金属氨氧化物的混合物来获得。因此,根据本 发明,可W用反应性二氧化娃和相应的碱金属氨氧化物的混合物来代替至少一部分的碱金 属娃酸盐。
[0037] 如上所述,侣浮渣是侣加工工业的废品,主要由氧化物(例如Al2〇3和Si化)和氮化 物W及0.1至50重量%的分布于氧化物和/或氮化物基质中的金属侣构成。一般而言,所述 基质主要含有氧化物。氧化物和/或氮化物的比例为50至99.9重量%。
[003引在本发明的一个优选的实施方案中,侣浮渣包含75至99重量%的氧化物和/或氮 化物,和1至25重量%的金属侣,优选85至99重量%的氧化物和/或氮化物,W及1至15重 量%的金属侣。所述氧化物优选地包括A12化和Si化。
[0039] 如上所述,在本发明的组合物中可存在至少一种水硬性粘合剂。水硬性粘合剂优 选选自波特兰水泥、高侣水泥、硫侣酸巧水泥、CEM II至V类的波特兰复合水泥及其混合物。
[0040] 最优选波特兰水泥(CEM I)。它可能是最有名的水硬性粘合剂。现代的波特兰水泥 含有约70重量%的化O+MgO、约20重量%的51化和约10重量%的412〇3+。62化。
[0041] 所述复合水泥是基于波特兰水泥和各种共-组分,运些水泥的组合物规定于DIN ΕΝ 197-1的表1中,且水泥本身按照水泥类型归类,CEM II:波特兰复合水泥,CEM III:高炉 水泥,CEM IV:火山灰水泥,W及CEM V:复合水泥。所使用的共-组分包括炉渣砂、粉煤灰、火 山灰、粗面凝灰岩、娃尘、石灰石等。
[0042] 为了进一步使泡沫稳定直到本发明的组合物的地质聚合物固化反应开始,组合物 可进一步包含表面活性剂。可有利地使用几种类别的表面活性剂,例如阴离子表面活性剂、 阳离子表面活性剂和非离子表面活性剂,后者为非常优选的。表面活性剂的混合物也是可 行的。然而,最优选的是烷基多葡糖巧型的非离子表面活性剂,因为运些表面活性剂在地质 聚合物组合物中对于使气泡稳定特别地有利,并且甚至在水玻璃和高碱度水平的存在下, 其在泡沫稳定化方面也有效。
[00创烷基多葡糖巧通常具有式H-( C6出005 )m-0-Ri,其中(CsHioOs)代表葡萄糖单元,r1代 表C6-22烷基,优选C8-16烷基且特别是C8-12烷基,且m = 1至10,优选1至5。
[0044] 本发明的组合物,在需要开始发泡反应前不久,必须与水接触。因此,本发明的一 个实施方案中本发明的组合物还包含水。结果是,在本发明的组合物与水接触之后,其还将 包含一个主要包含氨气的气相。由于使用侣浮渣而非粉末的侣,发泡的开始会有一些延迟, 运是因为氧化物基质必须首先被组合物的碱性介质溶解。尽管如此,与水的接触应是制备 此组合物的最后一步。
[0045] 如上所述,侣浮渣中的金属侣的含量变化极大。尽管本发明的组合物能够吸收在 侣浮渣中不同程度的氧化物,因为运些氧化物也用作粘合剂,但是金属侣的量更关键。现发 现最有利的是,金属侣与碱金属的摩尔比(A1/M)为< 0.3、优选< 0.2且特别是< 0.1。
[0046] 可在此体系内顺利地应用其他的添加剂:用于泡沫稳定化的添加剂,如气相法二 氧化娃、蛋白质;流变改性剂,如淀粉、改性淀粉、带有横基和/或季锭基团的聚(甲基)丙締 酸醋和聚(甲基)丙締酷胺及其混合物;用于减少收缩的添加剂,如胺、内酷胺、甜菜碱、烧醇 胺、二醇和/或多元醇;用于弹性化的添加剂,如可再分散的聚合物粉末、多异氯酸醋、多异 氯酸醋预聚物、环氧树脂、水性环氧树脂制剂、(形成膜的)丙締酸醋分散体及其混合物;纤 维,如岩石纤维(例如玄武岩纤维)、玻璃纤维、碳纤维、任选地改性的有机纤维(PE、PP、PVA、 PAN、聚醋、聚酷胺等)、纤维素纤维、木质纤维素纤维、金属纤维(铁、钢等)及其混合物;疏水 剂,如甘油Ξ醋、聚硅氧烷、氨硅烷、烷氧基硅烷及其混合物;W及分散剂,如梳状聚合物,例 如梳状聚簇酸醋酸、梳状聚芳控酸、梳状阳离子共聚物及其混合物。也可向此体系中顺利地 添加:填料,如石英砂、碳酸巧、磨石粉(ground stone powder);轻质填料,如赔石、珍珠岩、 娃藻±、云母、滑石、氧化儀、泡沫玻璃、空屯、玻璃球、空屯、侣娃酸盐球;颜料,如二氧化铁;重 质填料,如硫酸领;金属盐,如锋盐、巧盐等。
[0047] 本发明的一种特别优选的组合物除了其主要组分之外还包含0.1至2.0重量%的 用于减少收缩的ε-己内酷胺、1.0至3.0重量%的聚乙締醇纤维和0.5至3.0重量%的用于弹 性化的可再分散的聚合物粉末。
[004引最后,本发明提供本发明的地质聚合物组合物用于生产地质聚合物泡沫和/或发 泡的地质聚合物产品的用途。
[0049]下文中将借助实施例更详细地解释本发明。 实施例
[0化0] 概述;
[0化1]侣浮渣型"CAI-Alon B"(Cast Aluminium Indus1:;ries,Dubai,UAE)的通常组成如 下[重量%]: \i (金.属巧)B.7 N 4.3 '\狐 73.0
[0化2] Si〇2 4.0 CaO 3.1 MgO 1.5 扣2〇., 0.4
[0化3]侣浮渣型 "CAI-Alon S" (Cast Aluminium Indushies,Dubai,UAE)的通常组成如 下[重量%]: N 4,3 ΛΙ.Ο, 75。巧
[00 日 4] SK:>2 置,9 CuO 3.7 炎 igo ij Fe 與 3 0;,4
[0055] 基础制剂为一种双组分体系,其中将液体组分和固体组分混合在一起。因此单独 的组分的储存期(shelf life)非常高。百分比W重量百分比给出。下文示出了计算出的少 量的用于抗压强度测量的样品的数量。为制备用于Lambda值测量的板样品,下面给出的数 量必须乘W系数5.3。
[0056] Lambda值WmW/(m*K)为单位给出。用于根据EN 1946-2测量Lambda值的仪器为购 自 Lambda-Messtechnik Gm地,Dresden,Germany的Lambda-Meter
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