Твердая смесь и покрытие на основе сульфоалюминатного или сульфоферроалюминатного клинкера и покрытые таким образом трубы на цементной основе
Изобретение относится к твердой композиции и покрытию на основе сульфоалюминатного или сульфоферроалюминатного клинкера, а также к соответствующему применению покрытия в качестве красящего слоя для основ на базе цемента или других вяжущих, в частности в качестве покрытия или красочного слоя для труб на основе цемента. Твердая композиция на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера содержит следующие компоненты: а) кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95% мас., по отношению к общей массе композиции; b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с; c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата; d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно имеющий поликарбоновую природу. Покрытие на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера содержит указанные выше компоненты и воду в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество находилось в диапазоне от 0,4 до 0,9. Изобретение также относится к применению указанного покрытия в качестве покрытия или красочного слоя для труб на основе цемента или других вяжущих и к. твердой смеси из добавок b), c) и d), в которой b) представляет собой по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с; с) представляет собой по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата; d) представляет собой по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно имеющий поликарбоновую природу. Изобретение развито в зависимых пунктах формулы изобретения. Технический результат - повышение кислотостойкости получаемого конечного продукта. 6 н. и 23 з.п. ф-лы, 6 пр., 5 ил.
Изобретение относится к твердой смеси на основе сульфо-алюминатного или сульфо-ферроалюминатного клинкера, покрытиям или составам для окраски на основе сульфо-алюминатного или сульфо-ферроалюминатного клинкера и к покрытым таким образом трубам на цементной основе.
Бетон представляет собой один из наиболее широко применяемых материалов для производства труб для канализационных и дренажных систем. Недавно были разработаны новые трубы для канализационных систем, изготовленные из материала на цементной основе, экструдированные с малой толщиной стенок.
Все продукты для трубопроводов на цементной основе традиционно рассматривают как «худшие по качеству» по отношению к другим системам, например каменной керамике, как в отношении износостойкости, так и в отношении стойкости к воздействию химических веществ. Фактически известно, что, в соответствии с указаниями нормативного документа UNI EN 295 (часть 3), трубы из каменной керамики обладают высокой износостойкостью, если их подвергают агрессивному действию сильно-кислых сред; цементные же канализационные системы, наоборот, особенно чувствительны к действию кислот в такой степени, что из-за проблем, связанных с разрушением внутренней поверхности, предполагают их использование только при рН выше чем 4-5. Эта проблема, которая является существенной уже для бетонных труб, имеющих толщины более сантиметра, становится особенно важной для экструдированных труб, изготовленных из волокнистого цемента, когда агрессивное действие кислот обращено на особенно малые толщины (20-25 мм при внутренних диаметрах DN=300 мм), составляющие по меньшей мере половину диаметров аналогичных бетонных труб, что вызывает процент потери массы около 5% (см. фотографию, приведенную на Фиг.1, которая представляет участок трубы без покрытия после погружения в кислоту).
Процессы, приводящие к разрушению внутренних стенок трубопроводов вследствие химического воздействия, являются сложными [1-3]; в упрощенном виде можно утверждать, что особо кислые условия могут быть созданы в результате деятельности бактерий как анаэробного, так и аэробного типа, которые производят кислоту. Анаэробные бактерии фактически восстанавливают присутствующие серосодержащие соединения до сероводорода (H2S), который, поскольку он является газообразным, выделяется в воздух, расположенный над поверхностью жидкости; сероводород окисляется в присутствии кислорода до элементарной серы (S), которая, в свою очередь, имеет тенденцию осаждаться на стенках трубы. В этом положении, в результате действия анаэробных бактерий, особенно Thiobacillus, сера снова окисляется до серной кислоты (H2SO4).
Серная кислота является основной причиной разрушения трубопроводов на цементной основе, поскольку она реагирует с портландитом (Са(ОН)2) и с другими соединениями, присутствующими в цементной массе, в соответствии со следующими реакциями:
Образованный сульфат кальция, в свою очередь, способен вызывать коррозию соединений, присутствующих в цементной массе, с образованием эттрингита, как указано ниже.
Агрессивное воздействие серной кислоты является, конечно, самой большой проблемой, которая должна быть решена для использования цементных труб, например, в канализационной системе; это воздействие фактически происходит при одновременном действии иона H3O+ и иона SO4 2-, которое затрагивает не только портландит и алюминаты, которые превращаются в гипс и эттрингит, соответственно, но также и гидраты основного силиката кальция (ГСК), ответственные за механическую прочность соединений на основе цемента.
Чтобы преодолеть эту проблему, в существующем уровне техники описано два типа систем покрытия, которые являются наиболее широко применяемыми для труб и комплектующих деталей на цементной основе (www.assobeton.it: Publications: Pipe Section "Tubazioni in calcestruzzo - Guides and Manual ASSOBETON" - 2005):
а) краски;
b) покрытия из пластика.
В первом случае это краски на основе эпоксидных смол, полиуретана и эпоксидных смол или гудрона и эпоксидных смол, нанесенные на внутреннюю часть готового продукта путем напыления. Эти системы способны обеспечить конечный продукт, обладающий химической стойкостью, но требуют соответствующей основы для хорошего сцепления, чтобы впоследствии покрытие не отслоилось из-за его малой толщины (менее чем 400 мкм).
Во втором случае это тонкие слои напыленного полиэтилена, полипропилена, полиуретана или распыленных полиуретановых смол; эти системы, однако, требуют значительных трудозатрат на стадии нанесения и не имеют преимуществ с точки зрения экономики.
В частности, в случае экструдированных цементных труб нанесение синтетической смолы, способной противостоять химическому воздействию в сильно агрессивной среде, имеет серьезные недостатки, поскольку, так как внутренние поверхности труб являются особенно гладкими, возникает проблема адгезии синтетической смолы к цементной основе: фактически синтетическая смола имеет тенденцию отделяться от стенки трубы в виде тонких хлопьев, как это можно видеть на фотографии, приведенной на Фиг.2, которая представляет собой экструдированную трубу, обработанную эпоксидной смолой. Точки отслоения смолы становятся предпочтительными местами атаки кислот и, таким образом, разрушения трубы.
Таким образом, решения, предлагаемые существующим уровнем техники, не разрешили проблему получения покрытия для цементных основ, в частности для экструдированных цементных труб, которое обладало бы высокой стойкостью к действию кислот также и при значении рН около 1.
Таким образом, данное изобретение предполагает найти покрытие, которое преодолевало бы эти недостатки.
Предмет данного изобретения относится к твердой композиции на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которая содержит следующие компоненты:
a) кальций-сульфоалюминатный или сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95% мас., по отношению к общей массе композиции;
b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно поликарбоновой природы.
В частности, указанная композиция по данному изобретению включает:
a) кальций-сульфоалюминатный или сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95% мас., по отношению к общей массе композиции;
b) по меньшей мере один модификатор реологии в количестве в диапазоне от 0,01% до 3% мас., по отношению к общей массе композиции;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, в количестве в диапазоне от 0,1% до 10% мас., по отношению к общей массе композиции;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, в количестве в диапазоне от 0,1% до 10% мас., по отношению к общей массе композиции;
e) и остаток до 100%, если это необходимо, состоит из по меньшей мере одного компонента, выбранного из ангидрита или гипса, различных видов наполнителей, минеральных или пуццолановых добавок, пигментов органической и/или неорганической природы и/или обычного цемента по нормативному документу EN 197-1 (2006).
Дополнительный объект данного изобретения относится к покрытию на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которое содержит следующие компоненты:
a) кальций-сульфоалюминатный или сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду);
b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно поликарбоновой природы;
f) воду в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество находилось в диапазоне от 0,4 до 0,9.
В частности, объект данного изобретения относится к покрытию на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которое содержит следующие компоненты:
a) кальций-сульфоалюминатный или сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду);
b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с; при этом указанный модификатор присутствует в количестве в диапазоне от 0,01% до 3% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду);
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата, в количестве в диапазоне от 0,1% до 10% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду);
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно поликарбоновой природы, в количестве в диапазоне от 0,1% до 10% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду);
f) воду в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество находилось в диапазоне от 0,4 до 0,9.
Дополнительный объект данного изобретения относится к твердой смеси добавок b), с) и d) твердой композиции по данному изобретению. В этом случае компонент b) присутствует в количестве в диапазоне от 0,5% до 20% мас., по отношению к общей массе смеси добавок b), с) и d); компонент с) присутствует в количестве в диапазоне от 30% до 85% мас. от смеси добавок b), с) и d); компонент d) присутствует в количестве в диапазоне от 5% до 60% от смеси добавок b), с) и d).
Целью данного изобретения также является применение покрытия на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера в качестве покрытия или состава для окраски для основ на базе цемента или не на базе цемента; в частности в качестве покрытия или состава для окраски труб на базе цемента.
Дополнительным объектом данного изобретения является цементная труба с нанесенным покрытием на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера.
Одним из преимуществ покрытия по данному изобретению является то, что оно неожиданно обладает реологическим поведением, которое позволяет легко наносить его, напылением или кистью, при малых толщинах, на основы, имеющие цементную или не цементную природу; указанное покрытие также обеспечивает конечные продукты с повышенной стойкостью к действию кислот, как это можно наблюдать на фотографиях Фиг.3 и 4, которые изображают участки трубы с нанесенным покрытием до и после погружения в кислоту.
Кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер присутствует в твердой композиции или покрытии по данному изобретению предпочтительно в количестве в диапазоне от 20 до 90%, а более предпочтительно от 40 до 85% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
В качестве подходящих кальций-сульфоалюминатных клинкеров в твердой композиции или покрытии по данному изобретению можно использовать соединения, описанные в патентах и/или патентных заявках WO 2006/18569, ЕР-А-1306356 и ЕР-А-0181739, а также кальций-сульфоалюминатные клинкеры, описанные в обзоре «Безопасный для окружающей среды химический состав для производства и применения цемента, не наносящего ущерба окружающей среде» ("Green Chemistry for sustainable cement production and use") John W. Phair Green Chem., 2006, 8, 763-780, в частности, в Главе 5.3 на стр.776, а также кальций-сульфоалюминатные клинкеры, описанные в статье «Что такое кальций-сульфоалюминатные цементы - низкоэнергетические цементы, специальные цементы или что-то другое?» (Calcium sulfoaluminates cements - low energy cements, special cements or what?) J.H.Sharp et al., Advances in Cement Research, 1999, 11, Nr. 1, c.3-13. Иначе, можно также применять сульфоферроалюминатные клинкеры, описанные в Advances in Cement Research, 1999, 11, Nr.1, (январь), с.15-21.
Модификатором реологии, присутствующим в твердой композиции или в покрытии по данному изобретению, предпочтительно является производное простых эфиров целлюлозы с неионными алкильными заместителями.
Модификатор реологии в твердой композиции или в покрытии по данному изобретению имеет значения вязкости, измеренные вискозиметром Брукфильда в водных растворах при концентрации 2% мас., в пределах от 2000 до 120000 мПа·с, предпочтительно от 15000 до 90000 мПа·с, более предпочтительно от 30000 до 70000 мПа·с.
Модификатор реологии, присутствующий в твердой композиции или в покрытии по данному изобретению, присутствует в количестве в диапазоне от 0,01% до 3%, предпочтительно от 0,02% до 1,5%, более предпочтительно от 0,05% до 1,0% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
Добавка, улучшающая адгезию, в твердой композиции или покрытии по данному изобретению присутствует в количестве в диапазоне от 0,1% до 10%, предпочтительно от 0,5% до 8%, более предпочтительно от 1% до 6% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
Указанный компонент, улучшающий адгезию, может быть в форме порошка и/или жидкости; в первом случае добавку, улучшающую адгезию, смешивают с другими сухими компонентами состава, во втором случае ее предпочтительно добавляют к применяемой для образования пасты воде.
Агент, повышающий текучесть, присутствует в твердой композиции или покрытии по данному изобретению в количестве в диапазоне от 0,1% до 10%, предпочтительно от 0,5% до 8%, более предпочтительно от 0,8% до 5% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
Этот компонент может быть в жидкой или порошкообразной форме.
Твердая композиция или покрытие по данному изобретению может также содержать ангидрит или гипс в количестве в диапазоне от 2 до 20%, предпочтительно от 3 до 15%, более предпочтительно от 3,5 до 10% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
Твердая композиция или покрытие по данному изобретению может также содержать различные виды наполнителей с различным размером частиц в количестве в диапазоне от 5 до 60%, предпочтительно от 10 до 50%, более предпочтительно от 20 до 45% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
Эти процентные составы могут также относиться к сумме фракций с различными размерами частиц.
Для применения при напылении размер частиц может максимально составлять 250 мкм.
Наполнители не являются критическим аспектом данного изобретения, и их можно выбирать из известковых, кварцевых или кварцево-известковых наполнителей, в любой форме (дробленые, сферические и т.д.).
Твердая композиция или покрытие по данному изобретению может также включать минеральные или пуццолановые добавки в количестве в диапазоне от 0,5 до 15%, предпочтительно от 1 до 10%, более предпочтительно от 2 до 5% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду).
Минеральные или пуццолановые добавки представляют собой высокодисперсный диоксид кремния, белую сажу (silica smoke), шлак, золу-унос, метакаолин и природные пуццоланы.
Твердая композиция или покрытие по данному изобретению может также включать пигменты органической и/или неорганической природы в количестве в диапазоне от 0,01% до 1%, предпочтительно от 0,05% до 0,5%, более предпочтительно от 0,1% до 0,3% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду).
Твердая композиция или покрытие по данному изобретению может также опционально включать обычный цемент по нормативному документу EN 197-1 (2006).
Особенно предпочтительным является так называемый портландцемент типа 1, в количестве в диапазоне от 0,1% до 10%, предпочтительно от 0,5% до 9%, более предпочтительно от 1% до 6% мас., по отношению к общей массе композиции (исключая необходимую для образования пасты воду).
Вода в покрытии по данному изобретению может присутствовать в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество (клинкер) предпочтительно составляло от 0,5 до 0,8.
Покрытие по данному изобретению можно наносить на основу цементного или не цементного типа путем напыления, кистью или шпателем.
Чтобы подтвердить свойства, относящиеся к стойкости к воздействию кислот до рН 1, а также к прочности сцепления покрытия с основой, для объекта по данному изобретению, у которого покрытие нанесено на основу, предпочтительно представляющую собой цементные трубы, были использованы следующие способы испытаний:
a) испытание на воздействие кислоты.
Испытания на воздействие кислоты проводили в соответствии с нормативным документом UNI EN 295, часть третья, для трубопроводов из каменной керамики.
Эти испытания предусматривают погружение на 48 часов в раствор серной кислоты с концентрацией 1% мас. (рН<1), с последующей оценкой процента потери массы. В качестве систем сравнения использовали системы на цементной основе без покрытия, которые показали процент потери массы примерно 4-5%. Образцы для испытания, обработанные нанесением покрытия или покраской (объект данного изобретения), перед обработкой в кислой среде следует подвергнуть старению в течение по меньшей мере 28 дней на воздухе.
b) Измерение прочности сцепления покрывающего слоя.
Измерение прочности сцепления позволяет оценить поведение покрытия после нанесения его на цементные основы. Нормативный документ UNI EN 1542 представляет способ измерения силы сцепления путем прямого отрыва известкового раствора, применяемого для защиты и восстановления бетонных структур.
Данный способ испытания состоит в наклеивании металлических дисков на бетонную основу, после нанесения на нее покрытия. Затем эти диски отрывают с помощью экстракционного аппарата. Визуальный анализ места отрыва позволяет установить тип разрыва с основой и одновременно измерить силу сцепления покрытия или слоя краски.
Отличительные особенности и преимущества покрытия по данному изобретению можно будет лучше понять с помощью последующего подробного и иллюстративного описания.
Пример 1
Покрытие или состав для окраски было получено исходя из следующего состава:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 59,7% |
| Мелкий известковый песок (100 мкм) | 14,9% |
| Кварцевый песок (0,06-0,25 мм) | 14,9% |
| Ангидрит | 6,0% |
| Culminal С4045 | 0,35% |
| Elotex АР200 | 3,0% |
| Melflux 1641 F | 1,1% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,7 |
Это покрытие было получено путем смешивания компонентов в форме порошка в течение 2 минут, в интенсивном миксере типа Eirich или в планетарном смесителе типа Hobart, с последующим добавлением жидких компонентов и продолжением перемешивания в течение еще 2 минут.
Кальций-сульфоалюминатный клинкер содержит 60% (C4A3Ŝ), 9% CŜ, 21% C2S.
Коммерческий продукт Culminal С4045 представляет собой метилцеллюлозу, модифицированную органическими и неорганическими добавками, имеющую вязкость (измеренную в водном растворе при концентрации 2% при 20°С с использованием вискозиметра Brookfield RV при 20 об/мин) в диапазоне от 38000 до 51500 мПа·с, что соответствует общему определению модификатора реологии.
Коммерческий продукт Elotex АР200 представляет собой полимерное связующее на основе винилацетата, винилверсататов и бутилакрилата, соответствующее общему определению добавки, улучшающей адгезию.
Коммерческий продукт Melflux 1641 F представляет собой модифицированный простой эфир поликарбоновой кислоты, соответствующий общему определению агента, повышающего текучесть.
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, который можно легко нанести или путем напыления, или кистью, с превосходными характеристиками при нанесении, в течение примерно 45 минут; в частности, с помощью напыления были получены покрытия толщиной примерно 250 мкм, с превосходным качеством поверхности. Участки труб, покрытые указанным составом, после погружения в серную кислоту давали процент потери массы менее чем 0,25% (максимальное значение, допускаемое нормативным документом UNI EN 295).
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, показали превосходное сцепление покрытия или состава для покраски, при значении усилия отрыва, равном 1,20 Н/мм2.
Пример 2
Покрытие или состав для окраски получили исходя из следующего состава, в соответствии с процедурой, описанной в Примере 1:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 52,2% |
| Портландцемент (СЕМ I-52.5R) | 5,2% |
| Ангидрит | 5,5% |
| Мелкий известковый песок (100 мкм) | 16,5% |
| Кварцевый песок (0,06-0,25 мм) | 16,5% |
| Elotex АР200 | 2,7% |
| Culminal С4051 | 0,08% |
| Melflux 1641 F | 1,31% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,5 |
Коммерческий продукт Culminal С4051 представляет собой метилцеллюлозу, модифицированную органическими и неорганическими добавками, имеющую вязкость (измеренную в водном растворе с концентрацией 2% при 20°С с применением вискозиметра Brookfield RV при 20 об/мин) в диапазоне от 65000 до 85000 мПа·с, удовлетворяющую общему определению модификатора реологии.
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, которое можно легко нанести напылением, с удовлетворительными эксплуатационными характеристиками, в течение примерно 1 часа, с получением покрытия толщиной около 150 мкм и с хорошим качеством поверхности.
Участки труб, покрытые указанным составом для покраски, после погружения в серную кислоту дают процент потери массы менее чем 0,25% (максимальное значение, допустимое по нормативному документу UNI EN 295).
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, продемонстрировали хорошее сцепление покрытия или состава для покраски, при значении усилия отрыва, равном 0,80 Н/мм2.
Пример 3
Покрытие или состав для окраски получили исходя из следующего состава, в соответствии с процедурой, описанной в Примере 1:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 84% |
| Портландцемент (СЕМ I-52.5R) | 8,3% |
| Elotex АР200 | 5,5% |
| Culminal С4045 | 0,3% |
| Cimfluid Adagio P1 | 1,84% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,6 |
Коммерческий продукт Cimfluid Adagio Р1 представляет собой природный поликарбоновый полимер, удовлетворяющий общему определению для агента, повышающего текучесть.
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, которые можно легко нанести путем напыления, с хорошими эксплуатационными характеристиками, в течение примерно 1 часа, с получением покрытий с толщиной около 400 мкм с превосходным качеством поверхности.
Участки труб, покрытые указанным составом для окраски, после погружения в серную кислоту дают процент потери массы менее 0,25% (максимальное значение, допустимое по нормативному документу UNI EN 295).
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, продемонстрировали хорошее сцепление покрытия или красящего слоя, при значении усилия отрыва, равном 0,95 Н/мм2.
Пример 4
Покрытие или состав для окраски получили исходя из следующего состава, в соответствии с процедурой, описанной в Примере 1:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 23,9% |
| Портландцемент (СЕМ I-52.5R) | 28,7% |
| Мелкий известковый песок (100 мкм) | 21% |
| Кварцевый песок (0,06-0,25 мм) | 21% |
| Ангидрит | 2,6% |
| Culminal С4045 | 0,16% |
| Elotex АР200 | 1,3% |
| Melflux 1641 F | 1,1% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,6 |
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, который можно нанести путем напыления на участки труб с использованием аэрографа, с получением плохого качества поверхности, с толщинами, изменяющимися от 300 до 600 мкм, и со значительно сокращенным временем нанесения (примерно 15 минут с момента окончания приготовления состава).
Испытание на погружение в кислую среду показало низкую стойкость покрытия к воздействию кислоты. Через 48 часов после погружения воздействие кислоты фактически вызвало отслоение покрытия от основы, с явным образованием в растворе осажденных соединений.
Измеренная для этого образца потеря массы составляла до 3,5%, вследствие химического воздействия на обычный портландцемент (см. фотографию, приведенную на Фиг.5, которая представляет собой участок трубы с нанесенным покрытием после погружения в кислоту).
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, показали приемлемое сцепление покрытия или красочного слоя, при значении усилия отрыва, равном 0,75 Н/мм2.
Пример 5
Покрытие или состав для окраски получили исходя из следующего состава, в соответствии с процедурой, описанной в Примере 1:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 46,1% |
| Портландцемент (СЕМ I-52.5R) | 4,6% |
| Ангидрит | 5,1% |
| Мелкий известковый песок (100 мкм) | 20,2% |
| Кварцевый песок (0,06-0,25 мм) | 20,2% |
| Elotex АР200 | 2,5% |
| Culminal С4051 | 0,13% |
| Cimfluid Adagio P1 | 1,04% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,6 |
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, который можно легко нанести или напылением, или кистью, с превосходными характеристиками при нанесении, в течение примерно 1 часа; в частности, при нанесении напылением были получены покрытия с толщиной примерно 300 мкм, с прекрасными поверхностными характеристиками.
Участки труб, покрытые указанным составом, после погружения в серную кислоту дали процент потери массы менее 0,25% (максимальное значение, допустимое по нормативному документу UNI EN 295).
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, продемонстрировали превосходное сцепление покрытия или красочного слоя, при значении усилия отрыва, равном 1,32 Н/мм2.
Пример 6
Покрытие или состав для окраски получили исходя из следующего состава, в соответствии с процедурой, описанной в Примере 1:
| Кальций-сульфоалюминатный клинкер | 49,4% |
| Портландцемент (СЕМ I-52.5R) | 10,8% |
| Ангидрит | 5,4% |
| Мелкий известковый песок (100 мкм) | 15,1% |
| Кварцевый песок (0,06-0,25 мм) | 15,1% |
| Elotex АР200 | 3,0% |
| Culminal С4045 | 0,35% |
| Melflux 1641 F | 0,75% |
| Вода/вяжущее вещество | 0,7 |
Этот состав позволяет получить покрытие или состав для окраски, который наносили на участки труб кистью, с получением плохого качества поверхности, с толщинами, изменяющимися от 300 до 600 мкм, и значительно сокращенным временем нанесения (около 30 минут с момента окончания приготовления состава).
Испытание на погружение в кислую среду продемонстрировало низкую стойкость покрытия или красочного слоя к воздействию кислоты. Через 48 часов после погружения действие кислоты фактически приводило к отделению красочного слоя от основы, с явным образованием осажденных соединений в растворе.
Потеря массы, измеренная для данного образца, составляла 2,5%, вследствие химического воздействия на обычный портландцемент.
Испытания на отрыв, проведенные в соответствии с нормативным документом UNI EN 1542, продемонстрировали приемлемое сцепление покрытия или красочного слоя, при значении усилия отрыва, равном 0,70 Н/мм2.
Литература
1. N.I.Fattuhi, B.P.Hughes, Cement and Concrete Research, 1988, vol.18, pages 545-533.
2. T.A.Duming, M.C.Hicks, Concrete Int., 1991, vol.13, pages 42-48.
3. R.Di Maggio, W.Vaona, F.Girardi, F.Deflorian, Atti convego "Sistemi fornari e ambiente" (Sewerage systems and environment).
1. Твердая композиция на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которая содержит следующие компоненты:
a) кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95 мас.% по отношению к общей массе композиции;
b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно имеющий поликарбоновую природу.
2. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что она включает:
a) кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95 мас.% по отношению к общей массе композиции;
b) по меньшей мере один модификатор реологии в количестве в диапазоне от 0,01 до 3 мас.% по отношению к общей массе композиции;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, в количестве в диапазоне от 0,1 до 10 мас.% по отношению к общей массе композиции;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, в количестве в диапазоне от 0,1 до 10 мас.% по отношению к общей массе композиции;
e) остаток до 100% состоит, если это необходимо, по меньшей мере из одного компонента, выбранного из ангидрита или гипса, различных типов наполнителей, минеральных или пуццолановых добавок, пигментов органической и/или неорганической природы и/или обычного цемента в соответствии с нормативным документом EN 197-1 (2006).
3. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер предпочтительно присутствует в количестве в диапазоне от 20 до 90 мас.% и более предпочтительно от 40 до 85 мас.% по отношению к общей массе композиции.
4. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что модификатор реологии представляет собой производное простых эфиров целлюлозы с неионными алкильными заместителями.
5. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что модификатор реологии имеет значения вязкости в диапазоне от 15000 до 90000 мПа·с, более предпочтительно от 30000 до 70000 мПа·с.
6. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что модификатор реологии присутствует в количестве в диапазоне от 0,01 до 3 мас.%, предпочтительно от 0,02 до 1,5 мас.%, более предпочтительно от 0,05 до 1,0 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
7. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что добавка, улучшающая адгезию, присутствует в количестве в диапазоне от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 8 мас.%, более предпочтительно от 1 до 6 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
8. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что добавка, улучшающая адгезию, находится в форме порошка и/или жидкости.
9. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что агент, повышающий текучесть, присутствует в количестве в диапазоне от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 8 мас.%, более предпочтительно от 0,8 до 5 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
10. Композиция по п.1, отличающаяся тем, что агент, повышающий текучесть, находится в форме жидкости или порошка.
11. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает также ангидрит в количестве в диапазоне от 2 до 20 мас.%, предпочтительно от 3 до 15 мас.%, а более предпочтительно от 3,5 до 10 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
12. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает также наполнители в количестве в диапазоне от 5 до 60 мас.%, предпочтительно от 10 до 50 мас.%, более предпочтительно от 20 до 45 мас.%, по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты).
13. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что наполнители представляют собой смесь различных видов наполнителей, имеющих различный размер частиц.
14. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что количество наполнителей связано с суммарным содержанием фракций с различным размером частиц.
15. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что размер частиц наполнителей для применений при распылении составляет максимум 250 мкм.
16. Композиция по п.12, отличающаяся тем, что наполнители выбирают из известковых, кварцевых или кварцево-известковых наполнителей в любой форме (дробленых, сферических и т.д.).
17. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает также минеральные или пуццолановые добавки в количестве в диапазоне от 0,5 до 15 мас.%, предпочтительно от 1 до 10 мас.%, более предпочтительно от 2 до 5 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
18. Композиция по п.17, отличающаяся тем, что минеральные или пуццолановые добавки выбирают из высокодисперсного диоксида кремния, белой сажи, шлака, золы-уноса, метакаолина и природных пуццоланов.
19. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает также пигменты органической и/или неорганической природы в количестве в диапазоне от 0,01 до 1 мас.%, предпочтительно от 0,05 до 0,5 мас.%, более предпочтительно от 0,1 до 0,3 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
20. Композиция по п.1 или 2, отличающаяся тем, что она включает также обычный цемент в соответствии с нормативным документом EN 197-1 (2006), предпочтительно обычный портландцемент типа I, в количестве в диапазоне от 0,1 до 10 мас.%, предпочтительно от 0,5 до 9 мас.%, более предпочтительно от 1 до 6 мас.%, по отношению к общей массе композиции.
21. Покрытие на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которое включает следующие компоненты:
a) кальций-сульфоалюминатный или кальций-сульфоферроалюминатный клинкер в количестве в диапазоне от 15 до 95 мас.% по отношению к общей массе композиции (исключая воду, необходимую для образования пасты);
b) по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с;
c) по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата;
d) по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно имеющий поликарбоновую природу;
f) воду в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество находилось в диапазоне от 0,4 до 0,9.
22. Покрытие на основе кальций-сульфоалюминатного или кальций-сульфоферроалюминатного клинкера, которое включает композицию из компонентов a), b), c), d) и e), по любому из пп.2-20, и
f) воду в таком количестве, чтобы соотношение вода/вяжущее вещество находилось в диапазоне от 0,4 до 0,9.
23. Покрытие по п.21 или 22, отличающееся тем, что соотношение вода/вяжущее вещество (клинкер) составляет от 0,5 до 0,8.
24. Покрытие по п.21 или 22, где указанное покрытие можно нанести на основу путем напыления, кистью или шпателем.
25. Применение покрытия по любому из пп.21-24 в качестве покрытия или красочного слоя для основ на базе цемента или основ не на базе цемента.
26. Применение покрытия по п.25 в качестве покрытия или красочного слоя для труб на основе цемента.
27. Цементные трубы с нанесенным покрытием или красочным слоем на основе кальций-сульфоалюминатного клинкера по любому из пп.21-24.
28. Твердая смесь из добавок b), c) и d), в которой b) представляет собой по меньшей мере один модификатор реологии, предпочтительно производные простых эфиров целлюлозы, со значениями вязкости в диапазоне от 2000 до 120000 мПа·с;
c) представляет собой по меньшей мере одну добавку, улучшающую адгезию, предпочтительно сополимеры на основе винилацетата, винилверсатата и бутилакрилата,
b) представляет собой по меньшей мере один агент, повышающий текучесть, предпочтительно имеющий поликарбоновую природу.
29. Твердая смесь по п.28, отличающаяся тем, что компонент b) присутствует в количестве в диапазоне от 0,5 до 20 мас.% по отношению к общей массе смеси добавок b), c) и d); компонент c) присутствует в количестве в диапазоне от 30 до 85 мас.% от смеси добавок b), c) и d); компонент d) присутствует в количестве в диапазоне от 5 до 60 мас.% от смеси добавок b), c) и d).
