185597. lajstromszámú szabadalom • Fagyásgátló és jégoldó szer
1 185597 2 korlátozzák. Az ÖNÖRM B 33Ö5 például az alábbiak szerint osztályozza a vizeket: 15 mg/1 NH,+ alatt nem támadja a betont 15—30 mg/1 csekély mértékben támadja 30—60 mg/1 erősen támadja 60 mg/1 felett igen erősen támadja a betont. Az ammóniumsók ugyanis kioldják a betonból a kalcium-hidroxidot, aminek során ammónia szabadul fel. Ugyan a szabvány a szulfát-tartalom szerint az alábbi fokozatokat különbözteti meg: nem némiképp erősen igen erősen támadja a betont (mg/1) portlandcement és vasalt portlandcement 200 200—300 300—400 400 nagykohócement szulfátálló 400 400—500 500-600 600 cement* 600 600—1500 1500—3000 3000 * Bogue szerint számítva legfeljebb 3% trikalcium-aluminátot tartalmaz. A szulfátok a cementkő trikalcium-aluminátjával térfogatnövekedés közben reagálnak, ami repedéseket okoz. Amennyiben ammóniumsókat alkalmaznak fagygátló- és jégoldó szerként, a fent megadott értékeket gyakorlatilag sosem tudják betartani. Az ammónium-szulfát (amely olcsó és a szükséges mennyiségben hozzáférhető) ammónium- és szulfát-tartalma miatt mind a kalciumhidroxidot, mind az aluminátot tartalmazó építőanyagot megtámadja. A találmány feladata olyan fagyásgátló és jégoldó szer kidolgozása, amely növényekre, állatokra, emberekre lehetőleg ne hasson károsan, a víz befagyását —20 °C alatti hőfokon is gátolja, ugyanakkor szerkezeti anyagokat, különösen betont, falazatot és egyéb kalcium-tartalmú építőanyagokat ne támadjon meg, szilárdságukat, szerkezetüket ne károsítsa. További követelmény, hogy a szer vasra és könnyűfémekre kifej tett korrozív hatása lehetőleg csekély legyen. A találmány szerinti fagyásgátló és a jégoldó szerre elsősorban az jellemző, hogy 20 °C-on 100 g vízbe 0,1 g-nál kisebb mennyiségben beoldódó kalcium-vegyületeket képező anionokat, valamint 1000 pm-nél kisebb micellákat képező szerves és/vagy szervetlen anyagokat tartalmaz. A találmány lényege tehát abban van, hogy az ammónium- és/vagy szulfát-vegyületeket tartalmazó fagyásgátló és jégoldó szer olyan anionokat tartalmaz, amelyek vízben messzemenően nem oldódó kalciumvegyületeket képeznek, így vizes oldatban lényegében sem a kalciumhidroxid az ammónium-ionokkal, sem a trikalcium-aluminát a szulfát-ionokkal nem tud reagálni. A találmány szerinti szer ezen védőhatását a pórusokat elzárni képes adalékok még fokozzák, hiszen az építőanyagok rendszerint számos pórust, repedést tartalmaznak, és a micellákat képező adalékok nem engedik az ammónium- és/vagy szulfát-tartalmú vizet a pórusokba szivárogni. Vízben lehetőleg csak csekély mértékben oldódó kalciumvegyületeket képező sók például az alábbiak: ammónium- és/vagy alkáli-fémfoszfátok, valamint szerves mono- és polikarbonátok. A fluoridok és szilikofluoridok szintén messzemenően nem oldódó kalciumvegyületeket képeznek, de környezetvédelmi szempontok az említett anionok alkalmazhatóságát korlátozhatják. A kalciumhidroxid — CA(OH)2 — oldhatósága 18 °C-on 0,118 g CAO, illetve 0,152 g CA(OH)í, és a gipsz — CASO4 • 2H20 — oldhatósága 0,2036 g 100 g vízben. Az ammónium-ionokkal reagálni képes, vízben oldódó kalciumhidroxid képződésének akadályozása céljából a találmány szerint tehát az ammóniumsókat tartalmazó fagyásgátlóval érintkező felületekben lévő kalcium oldhatatlan vegyületté alakul. Ugyanez az elv a beton trikalciumaluminát-tartalma kapcsán is érvényesül. A megadott mértékben oldhatatlan kalciumvegyületek például az orto-foszfátok. A kalciumion és a P04-anion vizes közegben történő reagálása során CaHPO* képződik, amelynek 24,5 °C-on mért oldhatósága 0,02 g/100 g vízben. Ammónia járulékos jelenléte esetén vízálló hidroxilapatit — Ca3(P04)2 • Ca(OH)2 — keletkezik, amely — mint ismeretes — a fogzománc (fogak) legnagyobb részét képezi. A szerves karbon- és polikarbonsav-anionok hasonlóan oldhatatlan kalciumsókat képeznek, és a kalcium-vegyületek. oldhautlansága többnyire a szénlánc hosszúságával arányos«*! növekszik. A monokarbonsav-vegyületek, így például a palmitin- és/vagy sztearinsav alkálifém- és ammónium szappanainái előnyösebb lehet a dikarbonsavak sói, így a maion-, borostyánkő-, glutár-, adipinsav kálium- és ammóniumsói alkalmazása, tekintettel arra, hogy a vízben oldódó dikarbonsavsók többnyire önmagukban is fagyásgátló és a víz olvadáspontját csökkentő hatással rendelkeznek, tehát az ammónium- és/vagy szulfáttartalmú fagyásgátló kompozíció hatását fokozzák. A találmány értelmében alkalmazható adalékok a szulfát-tartalmú fagyásgátló esetén a gipsz képződését is gátolják, ugyanis a szekunder kalciumfoszfát oldhatósága csupán mintegy 1/10-ét teszi ki a gipszének. A vízben oldódó kalcium-vegyületeket tartalmazó építőanyagok védelmét tehát olyan adalékokkal valósítjuk meg, amelyek — a kalcium-hidroxidhoz, trikalcium-alumináthoz és gipszhez képest — oldhatatlanok vízben. A kellő mennyiségű adalék a kalcium-hidroxid és az ammóniumsók reakcióját, illetve a gipsz képződését lényegében meggátolják. Az említett adalékok, különösen az orto-foszforsav, valamint a szerves dikarbonsavak sói lényegesen drágábbak az ammónium-szulfátnál. Az építőanyagok felülete legalább mikroméretben porózus és repedt, a fagyásgátló behatolhat, hosszabb időn át reagálhat az építőanyag alkotórészeivel. Kielégítő védőhatás eléréséhez egyrészt a drága védőanyagok viszonylag nagy részaránya volna szükséges, másrészt az építőanyag és a fagyásgátló reakciója következtében térfogatváltozások léphetnek fel az anyagban, amit lehetőleg meg kell akadályozni. Meglepő módon azt találtuk, hogy a találmány szerinti adalékok, azaz a vízben kolloid diszperziót képező anyagok, például nagydiszperzitású kovasav, vagy nagy fajlagos felületű alumínium- vagy magnézium-szilikát, valamint nagy mólsúlyú szerves vegyületek a kompozícióban levő foszfátok, dikarbonsav-sók, stb. építő-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
