DE69418170T2

DE69418170T2 - Herstellung von Phosphomagnesiumzementen

Info

Publication number: DE69418170T2
Application number: DE69418170T
Authority: DE
Inventors: William Fogel; Eric Garcin
Original assignee: Rhodia Chimie SAS; Rhone Poulenc Chimie SA
Current assignee: Rhodia Chimie SAS
Priority date: 1993-12-31
Filing date: 1994-12-21
Publication date: 1999-10-21
Anticipated expiration: 2014-12-22
Also published as: CA2139364A1; BR9405303A; ES2133513T3; US5595597A; DE69418170D1; JPH07206488A; CN1126183A; CN1043570C; KR0136728B1; EP0661242A1; JP2866017B2; FR2714668A1; US5518541A; CA2139364C; ATE179407T1; KR950017805A; FR2714668B1; EP0661242B1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Phosphor-Magnesium-Zementen wie auch auf Zusammensetzungen zum Herstellen derartiger Zemente.
Die Phosphor-Magnesium-Zemente finden eine ihrer Hauptanwendungen in der schnellen Reparatur von Straßen, Brücken und Flughafenpisten. Beispielsweise werden sie zum Ausgießen von Rissen, Löchern oder zum Bedecken von verwitterten Bereichen verwendet. Tatsächlich weisen diese Zemente außer einem guten Haftvermögen an Portland-Zemente bedeutende mechanische Eigenschaften von Biegefestigkeit und Druckfestigkeit auf, die diese für diesen Typ von Anwendungen besonders geeignet machen. Außerdem haben diese Zememte Abbindezeiten, die überdies so gering wie einige zehn Minuten sein können. Folglich können die Straßen oder andere Wege, die repariert worden sind, bereits wenige Stunden nach ihrer Behandlung aufs Neue für den Verkehr geöffnet werden. Indessen weisen sie den Nachteil auf, daß sie empfindlich gegenüber Wasser sind und daß ihre mechanischen Eigenschaften darüber hinaus verringert werden, wenn sie in ein solches Element eingetaucht oder einfach mit einem solchen Element in Kontakt gebracht werden.
Eine vorgeschlagene Lösung bestand darin, solche Zemente einer Oberflächenbehandlung mit einem wasserabweisenden oder hydrophobierenden Mittel zu unterziehen.
Indessen ist dieser Behandlungstyp, selbst wenn die Eigenschaften verbessert werden, nicht vollständig zufriedenstellend in dem Sinne, daß er nicht von Dauer ist. Tatsächlich wird, was auch immer die endgültigen Anwendungen des Zements sind, und insbesondere bei den vorstehend genannten dieser stets einer mehr oder weniger intensiven Benutzung unterworfen, was ein mehr oder weniger schnelles Verschwinden des Überzugs zur Folge hat. Aufgrund dieser Tatsache ist eine neue Oberflächenbehandlung des Zements erforderlich, wenn man wünscht, daß dieser akzeptable mechanische Eigenschaften beibehält.
Es ist folglich klar, daß dieser Lösungstyp weder auf der Ebene der endgültigen Eigenschaften des Zements noch auf wirtschaftlicher Ebene zufriedenstellend ist, da ja die Behandlung in regelmäßigen Zeitabständen wiederholt werden muß.
Die Erfindung hat zum Ziel, die vorstehend erwähnten Nachteile zu lindern, indem ein Verfahren zur Herstellung von Phosphor-Magnesium- Zementen vorgeschlagen wird, welches es ermöglicht, Zemente zu erhalten, deren Empfindlichkeit gegenüber Wasser beträchtlich verringert ist und dies auf dauerhafte Weise.
Folglich hat die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Phosphor-Magnesium-Zements zum Gegenstand, das darin besteht, daß man Komponenten, umfassend einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor und einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, die als Bindemittelphase bezeichnet werden, mit mindestens einer Verbindung, ausgewählt unter den Polyorganohydrogensiloxanen, und Wasser mischt; einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor, einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, mindestens eine Verbindung, ausgewählt unter den Silikonen, und Wasser.
Die Erfindung hat gleichfalls eine Zusammensetzung, umfassend einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor, einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, die als Bindemittelphase bezeichnet werden, und mindestens eine Verbindung, ausgewählt unter den Polyorganohydrogensiloxanen, verteilt in der Zusammensetzung, zum Gegenstand.
Andere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung werden aber bei der Lektüre der Beschreibung und der Beispiele, die folgen, klarer.
Das Dokument EP 136 378 beschreibt die Verwendung von Silicon- Verbindungen während der Herstellung anorganischer Harze auf Basis von Phosphor und Magnesium, wobei diese Verbindungen insbesondere für die Bildung von geschlossenzelligen Elementen verwendet werden, in denen sie die Stabilisierung des durch das Treibmittel ("blowing agent") erzeugten Schaums ermöglichen. Die Silikone sind nicht als Folyorganohydrogensiloxane beschrieben.
Hier und für die gesamte Beschreibung wird der Begriff "Zement" verwendet, um gleichzeitig die Zusammensetzungen, umfassend den ersten und den zweiten Bestandteil gegebenenfalls mit üblichen Zement- Zusatzstoffen, und die Zusammensetzungen auf Basis der zwei vorstehend erwähnten Bestandteile und gegebenenfalls klassischen Zement- Zusatzstoffen, die darüber hinaus Zuschlagstoffe umfassen, zu bezeichnen.
Aus Gründen der Klarheit werden die Komponenten des Phosphor- Magnesium-Zements zuallererst beschrieben.
Der erfindungsgemäß erhältliche Zement umfaßt folglich eine Bindemittelphase, zusammengesetzt aus einem ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor und aus einem zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium.
Alle Phosphorverbindungen sind einsetzbar insoweit, als sie Phosphorpentoxid direkt verfügbar oder in Form eines Vorläufers enthalten. Beispielsweise können als Verbindung auf Basis von Phosphor, ohne sich beschränken zu wollen, Phosphorpentoxid, Phosphorsäure oder Derivate, wie Orthophosphorsäure, Pyrophosphorsäure, Polyphosphorsäure, oder ferner Salze derartiger Säuren, wie die Phosphate, Hydrogenphosphate, Orthophosphate, Pyrophosphate, Polyphosphate, Tripolyphosphate, Tetrapolyphosphate von Aluminium, Calcium, Kalium, Magnesium, Ammonium oder deren Mischungen, aufgeführt werden.
Es ist festzuhalten, daß die phosphorhaltigen Abfälle der Düngemittel erzeugenden Industriezweige oder ferner der Stahlwerke (Dekapieren von Stahl, Behandlung zur Verringerung der Korrosion) als Bestandteil auf Basis von Phosphor eingesetzt werden können. Naßphosphorsäure kann ebenfalls in der Erfindung eingesetzt werden.
Gemäß einer besonderen Ausführungsform der Erfindung verwendet man die Salze der vorstehend erwähnten Säuren auf Basis von Phosphor. Vorzugsweise setzt man Phosphate und Hydrogenphosphate von Kalium, Magnesium, Ammonium oder deren Mischungen ein. Auf eine noch mehr bevorzugte Weise ist der Bestandteil auf Basis von Phosphor Ammoniumdihydrogenphosphat.
Der Bestandteil auf Basis von Phosphor kann gleichermaßen in einer festen oder flüssigen Form vorliegen.
Vorzugsweise wird der Bestandteil in einer festen Form verwendet. Gemäß einer ersten Variante befindet sich der Bestandteil in Form von Teilchen, deren Korngrößenverteilung insbesondere höchstens 300 gin beträgt. Es ist festzuhalten, daß dieser Wert nicht kritisch ist und daß, wenn es möglich ist, Bestandteile zu verwenden, deren Teilchengröße über 300 um beträgt, eine Zerkleinerung oder ein Mahlen vor dem Einarbeiten in die erfindungsgemäße Zusammensetzung wünschenswert sein kann.
Gemäß einer zweiten Variante wird der Bestandteil in einer auf einem porösen Träger adsorbierten Form verwendet. Als Träger können beispielsweise Diatomeenerden, Ton, Bentonit, Siliciumdioxid, Aluminiumoxid aufgeführt werden. Die Adsorption wird auf an sich bekannte Weise ausgeführt. Beispielsweise wird auf eine klassische Weise der Bestandteil auf Basis von Phosphor in Lösung oder in Suspension unter Bewegung in Kontakt mit dem Träger gebracht, dann wird die resultierende Suspension dergestalt erwärmt, daß die im Überschuß vorliegende Flüssigkeit verdampft wird. Dieser Verfahrensschritt kann ebenfalls durch Imprägnierung des Trägers in einer Trommel oder auf einer Drehscheibe ausgeführt werden.
Das zweite Element der Bindemittelphase ist mindestens ein Bestandteil auf Basis von Magnesium.
Jede Verbindung auf Basis von Magnesium ist für die Erfindung geeignet insoweit, als sie mit dem ersten Bestandteil in Gegenwart von Wasser reagiert.
Als Beispiele können als für das Ausführen der Erfindung geeignet die folgenden Bestandteile aufgeführt werden: Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise verwendet man einen Bestandteil auf Basis von Magnesiumoxid. Besonders geeignet ist das als "dead burned" bezeichnete Magnesiumoxid, das üblicherweise nach Calcinierung von Magnesiumcarbonat bei Temperaturen über 1200ºC erhalten wird.
Auf eine vorteilhafte Weise kann das Magnesiumoxid in einer reinen Form eingesetzt werden oder kann gegebenenfalls mindestens ein Element des Typs Calcium, Silicium, Aluminium oder ferner Eisen umfassen; diese Elemente liegen im allgemeinen in Oxid- oder Hydroxidform vor. Als Beispiel für diesen Verbindungstyp kann Dolomit, eine Mischung, die insbesondere Magnesiumoxid und Calciumoxid umfaßt, aufgeführt werden.
Wenn das Magnesiumoxid in reiner Form eingesetzt wird, beträgt die Reinheit des Oxids mindestens 80%.
Man verwendet vorzugsweise einen Bestandteil auf Basis von Magnesium, dessen spezifische Oberfläche unter 2 m²/g beträgt. Insbesondere liegt die spezifische Oberfläche unter 1 m²/g.
Außerdem liegt die Korngrößenverteilung dieses Bestandteils üblicherweise zwischen 10 und 500 um. Es kann in Betracht zu ziehen sein, Verbindungen zu verwenden, deren Korngrößenverteilung sich außerhalb des vorstehend angegebenen Bereichs befindet, aber ohne daß dies besondere Vorteile mit sich bringt. Beispielsweise kann, wenn die Korngrößenverteilung über 500 um liegt, ein Zerkleinerungs- oder Mahl schritt vor dem Einarbeiten in die Zusammensetzung erforderlich sein. Außerdem kann möglicherweise, wenn die Korngrößenverteilung der Bestandteile unter 10 um beträgt, eine Modifizierung der Eigenschaften der in Kontakt mit Wasser gebrachten Zusammensetzung festzustellen sein. Es kann insbesondere eine Zunahme der Abbindegeschwindigkeit des Zements festgestellt werden, außer daß der Gehalt an Mittel, welches das Abbinden verzögert, erhöht wird, was in der Folge der Beschreibung erläutert werden wird. Aufgrund dieser Tatsache kann der gemäß dem Verfahren der Erfindung erhaltene Zement möglicherweise weniger interessant auf Ebene der Anwendung bzw. des Gebrauchs oder auf wirtschaftlicher Ebene sein.
Es ist festzuhalten, daß die zwei vorstehend beschriebenen Bestandteile, wenn sie in fester Form vorliegen, gegebenenfalls Gegenstand eines Zerkleinerungs- oder Mahlschritts vor ihrer Verwendung in dem erfindungsgemäßen Verfahren sein können.
Der Anteil des Bestandteils auf Basis von Magnesium (ausgedrückt als Gewicht von MgO) im Verhältnis zu jenem des Bestandteils auf Basis von Phosphor (ausgedrückt als Gewicht von P&sub2;O&sub5;) beträgt insbesondere zwischen 1 und 3.
Die Bindemittelphase, nämlich die Bestandteile auf Basis von Phosphor und von Magnesium, macht 10 bis 40 Gewichtsteile aus. Vorzugsweise macht die Bindemittelphase 15 bis 30 Gewichtsteile aus. Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhaltene Zement kann darüber hinaus als Komponente ein Mittel zur Verzögerung des Abbindens umfassen. Insbesondere werden diese Mittel ausgewählt unter den Verbindungen, die in der Lage sind, Magnesium zu komplexieren.
Diese letzteren können insbesondere Carbonsäuren sein, wie Citronensäure, Oxalsäure, Weinsäure, Säuren, Ester oder Salze, die Bor enthalten, Säuren, Ester oder Salze, die Phosphor enthalten, wie Natriumtripolyphosphat, Eisen(II)-sulfat, Natriumsulfat und -lignosulfonat, Zinkchlorid, Kupferacetat, Natriumgluconat, das Sulfat-acetat von Natroncellulose, das Produkt aus der Umsetzung von Formaldehyd mit Aminolignosulfat, Dialdehydstärke, N,N-Dimethyloldihydroxyethylenharnstoff, die Siliciumfluoride, Tallöl und Sucrose, wobei diese Verbindungen allein oder in Form einer Mischung eingesetzt werden. Vorzugsweise verwendet man allein oder in Form einer Mischung Carbonsäuren und vorzugsweise die Säuren, Ester oder Salze, die Bor enthalten.
Beispielsweise können in dieser letztgenannten Kategorie von Verbindungen, ohne sich beschränken zu wollen, Borsäure und ihre Salze, wie die Alkalimetallsalze, wie das Natriumsalz (Borax), die Amin- oder Ammoniumsalze, aufgeführt werden. Die Ester der Borsäure sind ebenfalls für das Ausführen der Erfindung geeignet, wie die Trialkyloxyborate und Triaryloxyborate.
Gemäß einer besonderen Möglichkeit wird der Zusatzstoff in Form eines Pulvers, dessen mittlerer Durchmesser 10 bis 200 um beträgt, eingesetzt.
Die Menge an Verzögerungsmittel in dem fertigen Zement beträgt 0 bis 4 Gewichtsteile.
Eine wichtige Eigenschaft des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf der Tatsache, daß man mindestens eine Verbindung, ausgewählt unter den Polyorganohydrogensiloxanen, verwendet.
Die Silicone, die eingesetzt werden können, sind Verbindungen, die Polysiloxanketten des Typs RSiO0,5 (Motiv M), R&sub2;SiO (Motiv D), R&sub3;SiO1,5 (Motiv T) und SiO&sub2; (Motiv Q) umfassen. In diesen Formeln können die Reste R, die gleich oder verschieden sind, Wasserstoff, lineare oder verzweigte Alkylreste, Vinyl-, Phenyl- und Trifluor-3,3,3- propylreste sein.
Insbesondere umfassen die Alkylreste 1 bis 8 Kohlenstoffatome, Man kann unter anderem die Methyl-, Ethyl-, Propyl-, Isopropyl-, tert.-Butyl-, n-Hexyl-, n-Octylreste aufführen, wobei der Methylrest bevorzugt ist.
Alle Polyorganohydrogensiloxane können für das Ausführen der Erfindung geeignet sein. Vorzugsweise weisen die in der Erfindung eingesetzten Silicone eine Anzahl von Motiven zwischen 30 und 120 auf.
Gemäß einer besonderen Möglichkeit umfassen die eingesetzten Polyorganohydrogensiloxane hauptsächlich die Motive M und D.
Sie können gleichermaßen in Form einer Lösung, eines Feststoffs und insbesondere in Form eines Harzes, eines Öls oder einer Emulsion, vorzugsweise in Wasser, vorliegen.
Die Menge an Polyorganohydrogensiloxan, die in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet wird, beträgt weniger als oder gleich 2 Gewichtsteile. Vorzugsweise beträgt diese Menge weniger als oder gleich 1 Gewichtsteil.
Die Zemente, die durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden können, umfassen darüber hinaus Zuschlagstoffe oder Zuschläge als Komponenten.
Als Beispiele für derartige Verbindungen können Siliciumdioxid, Sand, Aluminiumoxid, Zirkonerde, Zirconiumoxid, roher Dolomit, Chromerz, Kalkstein, Klinker, Vermiculit, Perlit, Flugstäube oder -aschen, Stäube von kondensiertem Siliciumdioxid genannt werden.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet man Sand, der gegebenenfalls in Kombination mit Flugstäuben oder -aschen und/oder Stäuben von kondensiertem Siliciumdioxid vorliegt. Insbesondere entspricht der verwendete Sand der Norm AFNOR NFP 15-403.
Die Flugstäube oder -aschen, die verwendet werden können, sind im allgemeinen Tonerdesilikat-Stäube, die insbesondere aus der Verbrennung in Wärmekraftwerken stammen.
Die Korngrößenverteilung dieser Stäube liegt üblicherweise zwischen 0,5 und 200 um.
Der Staub von kondensiertem Siliciumdioxid, der gegebenenfalls ein Bestandteil der erfindungsgemäßen Zusammensetzung ist, weist im allgemeinen eine spezifische Oberfläche zwischen 20 und 30 m²/g auf.
Die verwendete Menge an Zuschlägen liegt zwischen 60 und 90 Gewichtsteilen. Vorzugsweise liegt die Menge an Zuschlägen zwischen 65 und 85 Gewichtsteilen.
Insbesondere variiert der Gehalt an Flugstäuben oder -aschen und/oder an Stäuben von kondensiertem Siliciumdioxid, der in den Zuschlägen enthalten ist, zwischen 4 und 6 Gewichtsteilen.
Der Zement, der durch das erfindungsgemäße Verfahren erhalten werden kann, umfaßt darüber hinaus als Komponenten alle bekannten Typen von Zusatzstoffen, die allgemein in die Zusammensetzung der Zemente eingearbeitet werden.
Beispielsweise können als gegebenenfalls zuzusetzende ergänzende Zusatzstoffe auch die Verflüssiger, wie beispielsweise Natriumlignosulfonat und, die Kondensate von Naphthalinsulfonat, Naphthalin, Tripolyphosphat, Natriumhexametaphosphat, Ammoniumhydrogenphosphat, Melanin und die Alkylsiliconate aufgeführt werden.
Ebenfalls können Schaumverhütungsmittel in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzt werden. Als Beispiele können insbesondere die Schaumverhütungsmittel auf Basis von Polydimethylsiloxanen aufgeführt werden.
Allgemein machen derartige Zusatzstoffe nicht mehr als 5 Gewichtsteile aus. Vorzugsweise liegt die Menge an Zusatzstoffen zwischen 0 und 2 Gewichtsteilen.
Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, die verschiedenen vorstehend erwähnten Elemente oder Komponenten mit Wasser zu mischen.
Man kann im wesentlichen auf zwei unterschiedliche Weisen vorgehen, d. h. indem man alle Komponenten des Zements und Wasser gleichzeitig oder separat bereitstellt. Gemäß dieser letzteren Möglichkeit stellt man im allgemeinen eine Zusammensetzung, umfassend die Bindemittelphase, die Zuschläge, gegebenenfalls das Verzögerungsmittel und die Gesamtmenge oder einen Teil der gegebenenfalls zuzusetzenden, vorstehend erwähnten Zusatzstoffe, her. Man mischt dann die Zusammensetzung mit Wasser, welches gegebenenfalls die in dem vorangegangenen Schritt zur Herstellung der Zusammensetzung nicht zugesetzten Elemente oder Komponenten umfaßt.
In dem Fall einer vorab erfolgenden Herstellung einer Zusammensetzung ist festzuhalten, daß das in dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzte Silicon als Bestandteil der Zusammensetzung oder ferner auch als Zusatzstoff, der zusammen mit dem Wasser bereitgestellt wird, eingearbeitet werden kann. Es ist festzuhalten, daß diese zwei Möglichkeiten gleichzeitig eingesetzt werden können. Wesentlich ist, daß das Polyorganohydrogensiloxan in dem resultierenden Zement verteilt wird und insbesondere auf homogene Weise in der Masse des Zements verteilt wird.
Die zugesetzte Menge an Wasser ist so, daß man eine plastische, homogene und formbare Masse erhält.
Üblicherweise ist die zugesetze Wassermenge so, daß sie 15 Gew.-% und insbesondere mehr als 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Bindemittelphase, der Zuschläge und gegebenenfalls des Verzögerungsmittels nicht überschreitet.
Das Mischen der Komponenten des Zements erfolgt unter Scherbedingungen, indem man beispielsweise einen Mischer verwendet.
Der Verfahrensschritt des Mischens wird vorteilhafterweise bei einer Temperatur nahe Umgebungstemperatur ausgeführt.
Die Dauer des Mischvorgangs liegt zwischen einigen Minuten und 1 Stunde.
Die Abbindedauer des Zements liegt vorteilhafterweise unter 2 Stunden und insbesondere unter 1 Stunde.
Auch wenn dies bereits weiter oben angesprochen wurde, hat die Erfindung eine Zusammensetzung für einen Phosphor-Magnesium-Zement zum Gegenstand. Sie umfaßt einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor, einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, welche als Bindemittelphase bezeichnet werden, und mindestens eine Verbindung, ausgewählt unter den Polyorganohydrogensiloxanen, verteilt in der Zusammensetzung.
Alles, was vorstehend bezüglich dieser Bestandteile, den Polyorganohydrogensiloxanen und der Zusatzstoffe, die in die Zusammensetzung des Zements Eingang finden können, gesagt wurde, bleibt gültig und wird hier nicht wiederholt.
Gemäß einer besonderen Ausführungsweise der Erfindung weist die Zusammensetzung die folgenden Anteile, ausgedrückt als Gewichtsteile, auf:
- Bindemittelphase: 10-40
Verhältnis MgO/P&sub2;O&sub5; : 1 bis 3
- Zuschläge: 60-90
- Verzögerungsmittel: 0-4
- Polyorganohydrogensiloxan: ≤ 2
- Zusatzstoffe: 0-5
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsweise der Erfindung weist die Zusammensetzung die folgenden Anteile, ausgedrückt als Gewichtsteile, auf:
- Bindemittelphase: 15-30
Verhältnis MgO/P&sub2;O&sub5; : 1 bis 3
- Zuschläge: 65-85
- Verzögerungsmittel: 0-4
Polyorganohydrogensiloxan: ≤ 1
- Zusatzstoffe: 0-2
Die erfindungsgemäße Zusammensetzung wird durch Mischen der verschiedenen vorstehend aufgeführten Elemente oder Komponenten erhalten. Der Fachmann ist imstande, gemäß der Form, in der sich die verschiedenen Komponenten befinden, auszuwählen, welche Reihenfolge der Zugabe am besten geeignet ist, in dem Wissen, daß die Hauptbedingung darin besteht, die Bestandteile auf Basis von Phosphor und von Magnesium nicht in Gegenwart von Wasser miteinander in Kontakt zu bringen, damit die Reaktion zwischen diesen zwei Bestandteilen nicht initiiert wird und eine Verfestigung auslöst.
Wenn beispielsweise eine(s) oder mehrere der Elemente oder Komponenten Wasser enthält, kann man entweder diese(s) durch jedes bekannte Mittel vor dessen/deren Verwendung zur Herstellung der Zusammensetzung trocknen oder gleichwie einen zwischengeschalteten Trocknungsschritt während der Herstellung der Zusammensetzung dergestalt vornehmen, daß die zwei vorstehend erwähnten Bestandteile sich nicht gleichzeitig in Gegenwart von Wasser begegnen.
Es ist ebenfalls möglich, diese erst im Moment der Herstellung des Zements im engeren Sinne zu verwenden, wenn es vorzuziehen ist, das oder die fraglichen Elemente oder Komponenten in einer Form, die Wasser einbringt, zu verwenden. Dennoch kann es vorteilhafter sein, eine Zusammensetzung, die so vollständig wie möglich ist, bereitzustellen mit dem Ziel, insbesondere die abschließende Herstellung des Zements zu vereinfachen.
Das Mischen wird in jedem Typ von Mischer bewirkt.
Der Mischvorgang wird bei einer Temperatur zwischen Umgebungstemperatur und 100ºC ausgeführt.
Die Dauer beträgt einige Minuten bis 4 Stunden.
Die so erhaltene Zusammensetzung kann für unbegrenzte Zeit gelagert werden, solange als sie sich nicht in Gegenwart von Wasser gelagert befindet.
Dann werden konkrete, aber die Erfindung nicht beschränkende Beispiele angegeben.
In den folgenden Beispielen sind die Verfahrensweisen, die für die Herstellung der erfindungsgemäßen Zusammensetzung und die Herstellung von Zement-Proben zur Gewinnung von Werten für die Biegefestigkeit und Druckfestigkeit eingesetzt wurden, die folgenden:

Herstellung der Zusammensetzung:

Man stellt eine Mischung her, die die Bestandteile auf Basis von Phosphor und von Magnesium, die Zuschläge und das Verzögerungsmittel umfaßt, und man homogenisiert diese während ungefähr 1 h in einem Rollen- oder Walzengestell ("bati a rouleaux").
Das Anmachwasser wie auch verschiedene Zusatzstoffe (beispielsweise Schaumverhütungsmittel, Verflüssiger) werden abgewogen und dann in einen Mischer (entsprechend der Norm AFNOR P15-411 (ASTM C305)) unter langsamer Bewegung (von 60 Umdrehungen/min) eingebracht.
Man gießt dann schnell die Mischung hinzu, die man 30 s unter langsamer Bewegung und dann 4 min unter schneller Bewegung (120 Umdrehungen/min) bewegt.

Messung der mechanischen Festigkeiten: Herstellung einer Probe: Norm AFNOR P15-413

Nach dem Mischen wird der Mörtel in Formen aus weichem Stahl umgefüllt.
Die gefüllte Form wird auf einer Stoßeinrichtung befestigt, deren Funktion darin besteht, den Mörtel an seinen Platz zu bringen (innerhalb der Form zu verteilen). Die Funktionsweise ist die folgende:
Die Form wird auf einem Tisch befestigt, der durch einen Nocken, der bei jeder Umdrehung einen Fall von 15 mm Höhe bewirkt, bewegt wird. Es wird eine Dauer von 60 Stößen festgelegt.
Nach einer Stunde entfernt man die Formen von den Gußstücken und die Proben werden bei 21ºC unter 50% relativer Feuchtigkeit getrocknet.
Die Messung der Biegefestigkeit entspricht der Messung des erforderlichen Drucks, um eine Probe, die auf einem Dreipunkt-Kopf angeordnet worden ist, zu zerbrechen. Man erzeugt einen Mittelwert von drei hergestellten Proben.
Die Messung der Druckfestigkeit wird erhalten, indem man Proben Verwendet, die vorab zerbrochen worden sind (6 Bruchstücke). Sie werden zwischen zwei Backen von 4 · 4 cm angeordnet und bis zum Bersten zusammengedrückt.
Das herangezogene Ergebnis ist der Mittelwert von 6 Bruchstücken.

VERGLEICHSBEISPIEL 1

Man stellt die folgende Zusammensetzung her (Werte sind in Gewichtsteilen angegeben):
Man mischt die Bestandteile auf Basis von Phosphor, von Magnesium, den Sand, die Flugstäube bzw. -aschen und das Verzögerungsmittel in einem Mischer, dann homogenisiert man die Mischung während ungefähr 2 h.
Das Anmachwasser wie auch das Schaumverhütungsmittel werden abgewogen, dann in den Mischer eingespeist und mit der vorab erhaltenen Mischung in Kontakt gebracht (Norm AFNOR P 15-411).
Nach dem Mischen wird die resultierende Mischung 2 min mittels eines mechanischen Stabrüttlers gerüttelt, dann in Formen aus weichem Stahl umgefüllt, wo drei Mörtelproben erhalten wurden.
Nach 1 Stunde entfernt man die Formen von den Gußstücken und die Proben werden bei 21ºC unter 50% relativer Feuchtigkeit während 7 Tagen getrocknet.
Nach dem Trocknen werden während 7 Tagen drei von diesen in Wasser eingetaucht und weitere 3 an der Luft gelassen.
Die Abbindezeit dieser Formulierung beträgt 30 min. Man mißt dann die Biegefestigkeit und die Druckfestigkeit der Proben, wie angegeben.
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt:

BEISPIEL 2

Man stellt Proben gemäß der Zusammensetzung von Beispiel 1 her, indem man 1 Gew.-% hydriertes Methylsiliconöl Rhodorsil® H68 (Rhöne- Poulenc) bezogen auf die Feststoffe dem Anmachwasser hinzusetzt.
Die Ergebnisse der Biegefestigkeit und Druckfestigkeit sind in der nachfolgenden Tabelle zusammengestellt.
Diese Tabelle zeigt, daß der Zusatz von 1% Rhodorsil® H68-Öl es ermöglicht, im Trockenen die gleiche Druckfestigkeit wie bei der Vergleichsprobe aufrechtzuerhalten, und man stellt eine starke Verbesserung in feuchtem Milieu fest (Verringerung des Festigkeitsverlusts gemäß den zwei Behandlungsarten).
Selbst wenn man im Trockenen eine Verringerung der Biegefestigkeit von der Vergleichsprobe zu den Teststücken, die das Öl Rhodorsil® H68 enthalten, feststellt, verbessert der Ölzusatz die Festigkeit des Materials in feuchtem Milieu insgesamt (+30%).

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines Phosphor-Magnesium-Zements, dadurch gekennzeichnet, daß man Komponenten, umfassend einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor und einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, die als Bindemittelphase bezeichnet werden, mit Wasser und mindestens einer Verbindung, ausgewählt unter den Polyorganohydrogensiloxanen, mischt.

2. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge von Polyorganohydrogensiloxan von unter oder gleich zwei Gewichtsteilen und vorzugsweise von unter oder gleich einem Gewichtsteil verwendet.

3. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung auf Basis von Phosphor, ausgewählt unter Phosphorpentoxid, Phosphorsäure, Phosphorsäurederivaten oder Salzen dieser Säuren, wobei diese allein oder in einer Mischung verwendet werden, verwendet.

4. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man Phosphate oder Hydrogenphosphate von Kalium, Magnesium, Ammonium und vorzugsweise Ammoniumdihydrogenphosphat verwendet.

5. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Verbindung auf Basis von Magnesium, ausgewählt unter Magnesiumoxid, Magnesiumhydroxid, Magnesiumcarbonat, verwendet.

6. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Magnesiumoxid verwendet, das gegebenenfalls mindestens ein Element vom Typ Calcium, Silicium, Alumini um oder ferner Eisen umfaßt, wobei diese Elemente im allgemeinen in Form eines Oxids oder Hydroxids vorliegen.

7. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man das als "dead burned" bezeichnete Magnesiumoxid oder Dolomit verwendet.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Bestandteil auf Basis von Magnesium verwendet, dessen spezifische Oberfläche unter 2 m²/g und insbesondere unter 1 m²/g beträgt.

9. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Bestandteil auf Basis von Magnesium (ausgedrückt als Gewicht von MgO) im Verhältnis zu jenem an Bestandteil auf Basis von Phosphor (ausgedrückt als Gewicht von P&sub2;O&sub5;) zwischen 1 und 3 beträgt.

10. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestandteile auf Basis von Phosphor und von Magnesium 10 bis 40 Gewichtsteile und vorzugsweise 15 bis 30 Gewichtsteile ausmachen.

11. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponente ein Verzögerungsmittel, ausgewählt unter Borsäure und deren Salzen, wie den Alkalimetallsalzen, z. B. dem Natriumsalz (Borax), den Aminsalzen oder Ammoniumsalzen, verwendet.

12. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge an Verzögerungsmittel zwischen 0 und 4 Gewichtsteilen verwendet.

13. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponenten Zuschläge oder Granulate, ausgewählt aus Sand, die allein oder in Kombination mit Flugstaub oder -asche und/oder Stäuben von kondensiertem Siliciumdioxid eingesetzt werden, verwendet.

14. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge an Zuschlägen zwischen 60 und 90 Gewichtsteilen, vorzugsweise zwischen 65 und 85 Gewichtsteilen verwendet.

15. Verfahren nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Menge an Flugstaub und/oder Stäuben von kondensiertem Siliciumdioxid zwischen 4 und 6 Gewichtsteilen verwendet.

16. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man als Komponenten Zusatzstoffe, wie Verflüssiger oder Schaumverhütungsmittel, in einer Menge verwendet, die nicht mehr als 5 Gewichtsteile ausmacht und vorzugsweise zwischen 0 und 2 Gewichtsteilen beträgt.

17. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Wasser unter 15 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der Bestandteile auf Basis von Phosphor und von Magnesium, der Zuschläge, gegebenenfalls des Verzögerungsmittels und vorzugsweise unter 10% beträgt.

18. Verfahren nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyorganohydrogensiloxan mit den Komponenten und dann mit Wasser mischt.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß man das Polyorganohydrogensiloxan mit Wasser und dann mit den Komponenten mischt.

20. Zusammensetzung, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen ersten Bestandteil auf Basis von Phosphor und einen zweiten Bestandteil auf Basis von Magnesium, die als Bindemittelphase be zeichnet werden, und mindestens ein Polyorganohydrogensiloxan, verteilt in der Zusammensetzung, umfaßt.

21. Zusammensetzung nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der verschiedenen Komponenten die Folgenden, ausgedrückt als Gewichtsteile, sind:

- Bindemittelphase: 10-40

Verhältnis MgO/P&sub2;O&sub5; : 1 bis 3

- Zuschläge: 60-90

- Verzögerungsmittel: 0-4

- Polyorganohydrogensiloxan: ≤ 2

- Zusatzstoffe: 0-5.

22. Zusammensetzung nach dem vorangegangenen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Anteile der verschiedenen Komponenten die Folgenden, ausgedrückt als Gewichtsteile, sind:

- Bindemittelphase: 15-30

Verhältnis MgO/P&sub2;O&sub5; : 1 bis 3

- Zuschläge: 65-85

- Verzögerungsmittel: 0-4

- Hydriertes Alkylsilikon: ≤ 1

- Zusatzstoffe: 0-2.