專利名稱：用于硅酸鹽水泥混凝土的經(jīng)表面處理的添加劑的制作方法
發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及混入包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物(cementitious compound)中的添加劑。本發(fā)明還涉及制備該添加劑的方法和制備包含硅酸鹽水泥、水和添加劑的粘結(jié)化合物的方法。
發(fā)明的背景混凝土這種粘結(jié)化合物被認(rèn)為是一種在世界上有最多用途和最廣泛被制造的建筑材料?；炷潦且环N凝膠(gel)，是由灰泥和骨料(aggregate)組成的顆粒增強(qiáng)的陶瓷-基體復(fù)合材料?；夷嗤ǔＳ伤菜?如硅酸鹽水泥熟料)、水和砂一同組成。因此在混凝土中，在由水泥熟料和水組成的硅酸鹽水泥漿料多相基體中砂和石頭成為了分散顆粒。
硅酸鹽水泥熟料是相對無水的，因此它往往具有與水的親合力。因此，當(dāng)水加入熟料中時(shí)熟料與水反應(yīng)形成水泥漿料。在水泥漿料中能發(fā)現(xiàn)這一反應(yīng)的化學(xué)產(chǎn)物，它向混凝土提供了強(qiáng)度和粘結(jié)性。隨著時(shí)間推移，水泥還產(chǎn)生更多的反應(yīng)產(chǎn)物。因此，粘結(jié)化合物或水泥的強(qiáng)度和粘結(jié)性通常隨著時(shí)間的推移而提高。
已知，雖然混凝土在壓縮下較堅(jiān)固，但是它在張力下往往會(huì)較弱一些，在彎曲下也是如此。盡管在混凝土中增加水泥熟料或輔助性的粘結(jié)材料的用量(如下所述)會(huì)提高混凝土的拉伸和彎曲強(qiáng)度，同時(shí)也提高壓縮強(qiáng)度，但是這往往在成本上是不允許的，并且會(huì)在保持所需的水/水泥比上產(chǎn)生問題。例如，已知在常規(guī)混凝土中彎曲強(qiáng)度往往約為壓縮強(qiáng)度的15％或1/7。因此，彎曲強(qiáng)度每增加一個(gè)所需的強(qiáng)度單位(如1Mpa)，壓縮強(qiáng)度必須增加7個(gè)強(qiáng)度單位(7Mpa)。
結(jié)果，工業(yè)上尋求其它途徑來增強(qiáng)混凝土以提高其強(qiáng)度，尤其是其拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度。一種方法是向混凝土中混入鋼筋以得到所需的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度?；炷撂峁┝藦?qiáng)堿環(huán)境以與鋼筋相容，還提供了物理屏障將鋼筋與外界環(huán)境隔開。
近年來，工業(yè)上研制了許多添加劑，加入或混入混凝土中以提高混凝土的各種性能，包括其拉伸、彎曲和壓縮的強(qiáng)度。提高強(qiáng)度的添加劑是固體，它們往往是惰性或反應(yīng)性的，惰性添加劑只是存在于混凝土中以提高其強(qiáng)度，而反應(yīng)性添加劑參與形成那些向混凝土提供強(qiáng)度和其它所需性能的反應(yīng)產(chǎn)物。
廢產(chǎn)物，如飛灰、高爐礦渣和凝聚的二氧化硅飛粉(condensed silica fume)，是一類通常加入混凝土中的用來提高強(qiáng)度的反應(yīng)性添加劑。這些廢產(chǎn)物的加入往往會(huì)減少制備混凝土的混合物中水泥的所需量，這可以節(jié)約成本。而且，除此之外幾乎無用的這些廢產(chǎn)物，變得有用了，因此這些廢產(chǎn)物混入有用的產(chǎn)品中而不再需要處理也有利于環(huán)境。然而，也許最顯著的是，混凝土的性能(尤其是其強(qiáng)度)往往會(huì)顯著地提高。
然而，許多添加劑(包括上述廢產(chǎn)物)是硅酸鹽，這些硅酸鹽往往是不同程度親水的。結(jié)果，使用這些添加劑通常需要增加混凝土的水含量。此外，廢產(chǎn)物通常是細(xì)?；蚍浅＜?xì)粒的粉末，由于它們較大的表面積也會(huì)增加混凝土的需水量。因此，當(dāng)這些添加劑加入混凝土中時(shí)，通常必須加入較大量的水，這使得混凝土的水/水泥比增加。為了適當(dāng)?shù)厮炷烈允蛊涑蔀榭墒┕さ?workable)，需要最低限度的水/水泥比，或者較佳范圍的水/水泥比。然而，較好的是使得任何過量的水最小化，因?yàn)樘叩乃?水泥比會(huì)降低混凝土的強(qiáng)度，并對其性能有其它不利影響。
水/水泥比(水質(zhì)量與干燥水泥質(zhì)量的比)是決定硬化混凝土性能的最重要的參數(shù)。理論上，熟料完全水化所需的水/水泥比約為0.23。然而，混凝土的凝膠孔隙中所含水的總體積使得所需水含量增加了約0.19，這使得完全水化所需的總的最小水/水泥比的理論值約為0.42。然而實(shí)際上，由于多種因素，通常需要額外的水來制得可施工的混合物。必須根據(jù)混凝土中過量水和高水/水泥比的已知不利影響來仔細(xì)考慮制得可施工的混合物所需的水/水泥比。
混合物中任何過量的水容易存在于初始水泥顆粒之間和水泥與任何骨料之間的空隙內(nèi)。這些空隙并未被凝膠完全填滿，而是形成了含水的“毛細(xì)管孔隙”網(wǎng)絡(luò)。如上所述，需要向混凝土中加入足夠的水以得到可施工的混合物，同時(shí)使得毛細(xì)管孔隙最小化。因此，需要在混凝土的可施工性和毛細(xì)管孔隙對混凝土性能的不利影響這兩方面之間建立平衡。然而，由于許多添加劑本有的親水性，與存在毛細(xì)管孔隙有關(guān)的問題和與得到“恰當(dāng)”平衡有關(guān)的問題通常會(huì)變得更差，因?yàn)樘砑觿┩枰尤敫嗟乃缘玫娇墒┕さ幕炷?。隨著細(xì)粒添加劑的百分?jǐn)?shù)增加，通常需要更多的水以得到可施工的混合物，因此水/水泥比又升高了。
通過使用減水劑和大比例減水劑(超增塑劑)，在某種程度上能夠有助于混凝土混合物的可施工性和混凝土混合物的水/水泥比之間的平衡，所述減水劑通常在澆筑混凝土(the placement of concrete)之前以液體或粉末形式加入混凝土混合物中。這些減水劑使得混凝土混合物中各組分暫時(shí)地互相排斥，從而減少混凝土混合物的需水量。遺憾的是，這一作用沒有選擇性，結(jié)果向混凝土混合物中加入大比例減水劑會(huì)對混凝土混合物中各組分產(chǎn)生作用，這些組分如粗骨料和砂之類，它們不讓混合物另外有高的水需求量。由于這些組分通常組成整個(gè)混合物的較大重量百分?jǐn)?shù)，因此可見，減水劑的常規(guī)使用不是降低混凝土混合物中需水量的有效方法。再加上一些減水劑的成本高(尤其是超增塑劑)，使用減水劑有時(shí)會(huì)得到不希望的副作用(如阻止混凝土混合物固化)，這些都表明需要另一種方法以降低得到可施工的混凝土混合物所需的最小的水/水泥比。
因此，工業(yè)中需要一種添加劑用來混入包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物(如混凝土)中，以提高該化合物的性能，尤其是其強(qiáng)度，但是不產(chǎn)生缺點(diǎn)或?qū)е聠栴}，尤其是與使用常規(guī)添加劑有關(guān)的缺點(diǎn)或問題(如需要提高水/水泥比以制得可施工的化合物)。換句話說，一旦硬化，添加劑就產(chǎn)生粘結(jié)化合物的改進(jìn)性能，但是基本上不會(huì)增加所需的水/水泥比。具體來說，需要一種混入粘結(jié)化合物中的添加劑，它在澆筑化合物期間較少被吸引至化合物中的水，然而在澆筑之后能夠在化合物固化過程中參與到化合物中(participating with the compound)。此外，工業(yè)中需要一種制備該添加劑的方法，以及一種制備包含硅酸鹽水泥、水和添加劑的粘結(jié)化合物的方法。
發(fā)明的概述本發(fā)明是針對一種混入包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物中的添加劑，它用來提高化合物的性能，如強(qiáng)度，但是不會(huì)產(chǎn)生通常與使用常規(guī)添加劑有關(guān)的缺點(diǎn)，如需要提高水/水泥比以得到可施工的化合物。換句話說，該添加劑較好的是能使得固化的粘結(jié)化合物性能有改進(jìn)，而基本上不提高該化合物所需的水/水泥比。具體來說，本發(fā)明是針對一種混入待處理的粘結(jié)化合物中的添加劑，它在澆筑化合物期間較少被吸引至該化合物中的水，然而在澆筑之后能夠在化合物固化過程中參與到化合物中。該添加劑可以通過以下方式在化合物固化過程中參與到化合物中在反應(yīng)性添加劑的情況下，與化合物各組分或者與化合物中所含的中間反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，或者在惰性添加劑的情況下與該化合物物理結(jié)合(physically bonding)。此外，本發(fā)明是針對一種制備該添加劑的方法和一種制備包含硅酸鹽水泥、水和添加劑的粘結(jié)化合物的方法。
在本發(fā)明的第一方面中，本發(fā)明由一種添加劑組成，該添加劑在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化(setting)之前混入該化合物中，該添加劑包含經(jīng)表面處理的添加劑，該添加劑表面是經(jīng)對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理過的，該作用暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水，以致于在澆筑化合物的過程中化合物所含的水(water comprising the compound)較少被吸引至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性(workability)，且以致于添加劑可在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物固化過程中添加劑參與到該化合物中。
在本發(fā)明的第二方面中，本發(fā)明由一種制備添加劑的方法組成，所述添加劑用來在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化之前混入該化合物中。該方法包含用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理添加劑表面的步驟，該作用暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水，以致于在澆筑化合物的過程中化合物所含的水較少被吸引至該添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑可在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物的固化過程中添加劑參與到該化合物中。
在本發(fā)明的第三方面中，本發(fā)明由一種制備包含硅酸鹽水泥、水和添加劑的粘結(jié)化合物的方法組成，它包括以下步驟(a)用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理添加劑的表面，得到經(jīng)表面處理的添加劑；和(b)將經(jīng)表面處理的添加劑混入硅酸鹽水泥和水中，以形成化合物；其中，所述作用暫時(shí)使得在經(jīng)表面處理的添加劑混入硅酸鹽水泥和水之后的一段時(shí)間內(nèi)該添加劑更加疏水，以致于在澆筑化合物的過程中水較少被吸引至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑可在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物固化過程中添加劑參與到硅酸鹽水泥和水中。
在本發(fā)明的第一、第二和第三方面中，盡管可以使用任何用于粘結(jié)化合物的添加劑，然而當(dāng)使用生來至少有一點(diǎn)親水性的添加劑時(shí)本發(fā)明是最有用和最有利的。此外，添加劑可以包含任何能夠完成添加劑預(yù)期功能的物質(zhì)或材料，具體來說，是能夠改進(jìn)粘結(jié)化合物性能的物質(zhì)。在較佳實(shí)施方案中，添加劑是硅酸鹽，它在本發(fā)明的定義是含有硅的任何礦物或其它天然或合成的固體物質(zhì)，被稱作硅酸鹽。
該硅酸鹽可以由反應(yīng)性材料(如輔助性的粘結(jié)材料)組成。較好的是輔助性的粘結(jié)材料選自火山灰、水硬材料及其混合物。硅酸鹽還可以含惰性材料。在較佳實(shí)施方案中，硅酸鹽含用于增強(qiáng)粘結(jié)混合物的纖維狀材料。更具體的是硅酸鹽含有硅酸鈣，較好的是含偏硅酸鈣。在較佳實(shí)施方案中，硅酸鹽含硅灰石。此外在硅酸鹽含硅灰石的較佳實(shí)施方案中，該化合物還包含選自火山灰、水硬材料，以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
所述物質(zhì)可以是能夠?qū)μ砑觿┍砻孢M(jìn)行表面處理并且對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的任何物質(zhì)。較好的是，所述物質(zhì)包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。該物質(zhì)還可以包含具有疏水組分的表面活性劑，所述疏水組分包含一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
所述物質(zhì)較好的是包含一種聚合物，所述聚合物包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的烯化氧(alkylene oxide)。該烯化氧較好的是包含氧化丙烯(propyleneoxide)，該聚合物可以還包含氧化乙烯(ethylene oxide)。在較佳的實(shí)施方案中，該聚合物包含亞烷基二醇、烷基醚胺、氧化烯基胺(oxyalkyleneamine)或氧丙烯二胺(oxypropylenediamine)。該聚合物還可以包含任何這些化學(xué)物質(zhì)的混合物。
用該物質(zhì)對添加劑進(jìn)行表面處理以賦予該添加劑暫時(shí)性的疏水作用。較好的是，用該物質(zhì)涂覆(coat)添加劑但不是化學(xué)鍵合或以其它方式與添加劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。結(jié)果，暫時(shí)性的疏水作用只是暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水。
最后，可以使用任何用量的能夠有效地處理或涂覆添加劑表面以得到暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)。所述物質(zhì)的最小所需量取決于該物質(zhì)、具體添加劑的性質(zhì)和添加劑的細(xì)度和形狀。然而，在較佳實(shí)施方案中，用來處理添加劑的物質(zhì)的量是使得所得經(jīng)表面處理的添加劑包含約2-5％(重量)的所述物質(zhì)。
詳細(xì)描述本發(fā)明包含一種添加劑，它在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化之前混入該化合物中。通?；旌瞎杷猁}水泥和水以制得水泥漿料。通常進(jìn)一步將水泥漿料與砂混合得到灰泥，并進(jìn)一步混入骨料(如巖石、石頭或礫石)以制得混凝土。因此，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，粘結(jié)化合物可以是水泥漿料、灰泥、混凝土或任何其它包含硅酸鹽水泥和水的化合物。然而，粘結(jié)化合物較好的是混凝土。
混凝土是一種顆粒加強(qiáng)的陶瓷-基體復(fù)合材料。砂和骨料組成混凝土漿料的多相基體中的分散顆粒?；炷僚c所有的粘結(jié)材料都是凝膠，是固態(tài)水合物的緊密混合物，中間層的水容納在填滿水的空隙中，這些空隙被稱為中間層空隙或凝膠孔隙。一般來說，粘結(jié)化合物的凝膠孔隙基本上填滿了pH值在約12.6-13.8之間的強(qiáng)堿溶液。
本發(fā)明所用的術(shù)語“硅酸鹽水泥”包括通常被稱為硅酸鹽水泥熟料的物質(zhì)，以及顯示類似于硅酸鹽水泥熟料性質(zhì)的任何其它水硬水泥。一般來說，硅酸鹽水泥熟料包括多種無水氧化物，主要是硅酸三鈣(C3S)和硅酸二鈣(C2S)，以及較少量的鋁酸三鈣(C3A)和鋁鐵酸鈣(C4AF)。熟料還可以包括少量的鎂、鈉、鉀和硫化合物。
當(dāng)水泥熟料與水混合形成水泥漿料時(shí)，熟料就水化了。隨著水化作用的進(jìn)行，微結(jié)構(gòu)逐漸從未水化的水泥熟料、空氣和水變?yōu)樗磻?yīng)產(chǎn)物的多孔基體，被稱為凝膠。熟料的水化制得包含數(shù)種反應(yīng)產(chǎn)物的水泥漿料。該水泥漿料基本上由水合硅酸鈣組成。該水合硅酸鈣是漿料強(qiáng)度和其粘結(jié)性質(zhì)(cementing properties)的主要原因。該水泥漿料還包含氫氧化鈣和其它反應(yīng)產(chǎn)物，它們對水泥漿料的強(qiáng)度無明顯的貢獻(xiàn)。水化過程和反應(yīng)產(chǎn)物的形成被稱為“固化”，它從向熟料中一加入水就開始了，可能許多年也不會(huì)達(dá)到固化完成，或者根本不會(huì)完成。
在硬化化合物之前向粘結(jié)化合物中混入添加劑。在達(dá)到硬化狀態(tài)之前，粘結(jié)化合物經(jīng)歷一個(gè)逐漸變硬的過程，這與水泥漿料中的水化反應(yīng)或反應(yīng)產(chǎn)物有關(guān)。這一過程被稱為“硬化”。
在本發(fā)明中，混入粘結(jié)化合物中的添加劑是一種固態(tài)材料，它用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)進(jìn)行表面處理。具體的添加劑可以是可加入粘結(jié)化合物中以改進(jìn)或提高粘結(jié)化合物的一種或多種性能或特性的任何添加劑。該添加劑甚至還可以是硅酸鹽水泥熟料。在較佳實(shí)施方案中，選擇能夠增加或提高粘結(jié)化合物強(qiáng)度(較好的是拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度)的添加劑。由于本發(fā)明是針對使添加劑暫時(shí)性地更加疏水，因此當(dāng)添加劑是生來至少有一點(diǎn)親水性時(shí)本發(fā)明是最有用和最有利的。當(dāng)添加劑生來有點(diǎn)疏水性時(shí)本發(fā)明是不必要的。
較好的是，添加劑包含生來有一點(diǎn)親水性的硅酸鹽。本發(fā)明所用術(shù)語“硅酸鹽”包括含有硅的任何礦物或其它天然或合成的固體物質(zhì)，被稱作硅酸鹽。
硅酸鹽可以包含反應(yīng)性材料，如輔助性的粘結(jié)材料。輔助性的粘結(jié)材料是與水泥水化反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行反應(yīng)的材料，或者它們本身是水硬材料。換句話說，輔助性的粘結(jié)材料是反應(yīng)性添加劑。輔助性的粘結(jié)材料由兩類材料組成火山灰和水硬材料。因此在本發(fā)明范圍內(nèi)，輔助性的粘結(jié)材料可以選自火山灰、水硬材料，以及它們的混合物。根據(jù)本發(fā)明，這些輔助性的粘結(jié)材料未經(jīng)表面處理混入粘結(jié)材料中通常需要向粘結(jié)化合物中加入額外的水以使其成為可施工的，且可能通常會(huì)產(chǎn)生與此有關(guān)的問題。
火山灰是含硅的或者含硅和含鋁的材料，其本身幾乎不具有或者不具有粘結(jié)的價(jià)值。然而，它們與水泥水化產(chǎn)物進(jìn)行反應(yīng)。更具體的是，火山灰往往與沒有明顯地向粘結(jié)化合物提供強(qiáng)度的氫氧化鈣(Ca(OH)2)反應(yīng)，進(jìn)一步制得硅酸鈣水合物，該水合物確實(shí)明顯地提高了粘結(jié)化合物的強(qiáng)度和粘結(jié)性。因?yàn)榛鹕交姨岣吡苏辰Y(jié)化合物的強(qiáng)度和粘結(jié)性，所以粘結(jié)化合物中的水泥含量可以降低。此外，火山灰往往是細(xì)粒粉末形式的廢產(chǎn)物。例如，火山灰包括火山灰、飛灰(如燃煤電廠燃燒煤所得的廢產(chǎn)物)和二氧化硅飛粉(由生產(chǎn)硅或各種硅合金得到的廢產(chǎn)物)。
水硬材料往往直接與水反應(yīng)進(jìn)一步生成硅酸鈣水合物，該水合物明顯地提高粘結(jié)化合物的強(qiáng)度和粘結(jié)性。因?yàn)樗膊牧咸岣吡苏辰Y(jié)化合物的強(qiáng)度和粘結(jié)性，所以粘結(jié)化合物中的水泥含量可以降低。水硬材料包括硅酸鹽水泥，但還可以是細(xì)粒粉末形式的廢產(chǎn)物。例如，水硬材料包括高爐礦渣(制備生鐵時(shí)的廢產(chǎn)物)。
每一種輔助性的粘結(jié)材料如下較好地混入粘結(jié)化合物中通過將其加入水泥漿料中，或者通過在加入水制得水泥漿料之前將其混入硅酸鹽水泥中以部分地代替硅酸鹽水泥。由于這些輔助性的粘結(jié)材料通常是需要處理的廢產(chǎn)物，將它們混入粘結(jié)化合物中除了能提高粘結(jié)化合物的性能以外，還有環(huán)境上的益處。
該硅酸鹽還可以包含基本上惰性的材料，如常規(guī)粗粒和細(xì)粒的混凝土骨料、硅藻石(它也可以顯示火山灰或水硬材料的性質(zhì)，因此可能是反應(yīng)性的)、石英巖和其它天然或合成的含硅礦物或物質(zhì)，它們中的每一種都可以通過加入水泥漿料中或者通過在加入水以制得水泥漿料之前混入硅酸鹽水泥中來混入粘結(jié)化合物中。
較好的是，硅酸鹽含有基本上惰性的纖維狀材料，用來增強(qiáng)粘結(jié)化合物以及用來提高其彎曲強(qiáng)度。該纖維狀材料較好的是含有不連續(xù)纖維，與水泥漿料的濕、堿性環(huán)境相容。將這些纖維混入粘結(jié)化合物中以使得這些纖維可以增強(qiáng)粘結(jié)化合物的強(qiáng)度。如上所述，這些纖維往往是大體上或基本上惰性的，其惰性在于它們不與粘結(jié)化合物的其它組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，相反地，這些纖維存在于化合物中的直接結(jié)果是提高粘結(jié)化合物的性能，尤其是彎曲強(qiáng)度。因此，任何纖維狀材料對于粘結(jié)化合物性能的具體效果往往取決于具體纖維的一種或多種天然性質(zhì)、纖維含量(占粘結(jié)化合物的體積百分?jǐn)?shù))和纖維狀材料混入粘結(jié)化合物的方式。
纖維狀材料可以在化合物硬化之前的任何階段混入粘結(jié)化合物中，或者它可以與硅酸鹽水泥進(jìn)行預(yù)混合。較好的是，該添加劑混入化合物中以使得纖維的取向基本上是三維無規(guī)的，這樣增強(qiáng)效果在所有方向上都是一樣的。纖維狀材料可以以任何方式或用任何方法混入粘結(jié)化合物中。
纖維狀材料較好的是包含硅酸鈣，更好的是包含偏硅酸鈣。在較佳實(shí)施方案中，偏硅酸鈣包含一種天然生成的礦物硅灰石。
硅灰石是似輝石礦物的一種。純凈的硅灰石具有化學(xué)式CaSiO3，通常的組成為48.3％CaO和51.7％SiO2。然而，很少發(fā)現(xiàn)純凈形式的硅灰石，一些鈣可能被鐵、鎂、錳或鍶所取代。硅灰石基本上是化學(xué)惰性的，生來具有高pH值。硅灰石的惰性和其特有的針狀度使其特別適用于粘結(jié)化合物中的增強(qiáng)材料。
由于硅灰石特有的裂解性，它在壓碎和研磨成車床(lathe-)或裂片狀或針狀纖維或多種針狀顆粒的過程中會(huì)分解。纖維或顆粒的針狀度(acicularity)由它們的長度寬度或者長度直徑的比(稱為縱橫比)來定義。具有任何尺寸和縱橫比的纖維可以用于本發(fā)明。然而已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過使硅灰石纖維的尺寸最小化和使其縱橫比最大化可以得到在提高粘結(jié)化合物彎曲強(qiáng)度方面的最佳結(jié)果。例如已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，含有單位重量平均寬度(mean by weight width)為40微米的硅灰石纖維的粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度性能優(yōu)于含有單位重量平均寬度為100微米的硅灰石纖維的粘結(jié)化合物。此外，在制備過程中被壓碎成較小尺寸的硅灰石往往有助于硅灰石纖維與脈石材料有較好的分離，由此導(dǎo)致硅灰石更有效的純化?；诮?jīng)濟(jì)上原因的考慮，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)對于一些硅灰石淀積物，硅灰石纖維的最佳單位重量平均寬度約為75微米，因?yàn)楸粔核橹吝@一尺寸的硅灰石纖維通常能夠較有效地從脈石材料中分離，并且可以較經(jīng)濟(jì)地壓碎至這一尺寸。然而這一較佳寬度可以隨硅灰石淀積物的來源而變化，因?yàn)槊糠N硅灰石淀積物可以顯示不同的特性。為了得到最佳結(jié)果，在將硅灰石壓碎至所需尺寸時(shí)應(yīng)該注意保持盡可能高的縱橫比，以提高粘結(jié)化合物中硅灰石的纖維增強(qiáng)性能。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過以本發(fā)明中所提供的方式將硅灰石混入粘結(jié)化合物中，可以提高粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度，尤其是長期彎曲強(qiáng)度。具體來說，一些試驗(yàn)表明，含有經(jīng)表面處理的硅灰石的粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度優(yōu)于含有未經(jīng)表面處理的硅灰石的粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度，即使是當(dāng)減水劑用于這兩種混合物中時(shí)也是如此。一些試驗(yàn)還表明，當(dāng)硅灰石與一定量的輔助性的粘結(jié)材料(如飛灰)結(jié)合使用時(shí)粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度可能顯著地高于含有經(jīng)表面處理的硅灰石但不含輔助性的粘結(jié)材料的化合物能夠得到的彎曲強(qiáng)度(而不需要如上文所述那樣增高壓縮強(qiáng)度)。具體來說，一些試驗(yàn)結(jié)果表明，含有經(jīng)表面處理的硅灰石和未經(jīng)表面處理的飛灰的粘結(jié)化合物所能得到的長期彎曲強(qiáng)度，與不包含任何增強(qiáng)添加劑的粘結(jié)化合物相比，或者與僅僅包括輔助性的粘結(jié)材料的粘結(jié)化合物相比，增加了多達(dá)30％或更高。雖然這一彎曲強(qiáng)度的提高是通過僅僅對硅灰石進(jìn)行表面處理而不對輔助性的粘結(jié)材料進(jìn)行表面處理而得到的，但是根據(jù)本發(fā)明通過對硅灰石和輔助性的粘結(jié)材料兩者進(jìn)行表面處理可能得到更加有利的結(jié)果。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在某些情況下硅灰石和輔助性的粘結(jié)材料的結(jié)合使用能提高粘結(jié)化合物的可修整性。
如上所述，對添加劑進(jìn)行了表面處理。具體來說，添加劑的表面用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)進(jìn)行處理。因此，具體地選擇該物質(zhì)使之對于待處理的特定添加劑有暫時(shí)性疏水作用。換句話說，添加劑和該物質(zhì)必須是相容的，經(jīng)選擇的物質(zhì)必須能夠一旦對經(jīng)選擇的添加劑表面進(jìn)行處理就使該添加劑有暫時(shí)性疏水作用。
如果添加劑是生來親水的，則該物質(zhì)的暫時(shí)性疏水作用是用來暫時(shí)使得添加劑更加疏水，以減少或降低它對水的親合力。無需使添加劑完全疏水以致于對水根本沒有親合力，而只要使其比本有的性質(zhì)更加疏水即可。然而，較好的是經(jīng)表面處理的添加劑有明顯或顯著程度的疏水性。因?yàn)樵撟饔玫囊鈭D是暫時(shí)性的，所以那些永久地改變添加劑本身親水性的物質(zhì)不應(yīng)該用于本發(fā)明中。重要的是一旦一段時(shí)間過去，添加劑必須能夠恢復(fù)其本有的性質(zhì)，包括其本有的親水性。
選擇用來處理添加劑的具體物質(zhì)和物質(zhì)用量，以暫時(shí)使得該添加劑在混入粘結(jié)化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水。用來處理添加劑的物質(zhì)的用量越大，暫時(shí)性疏水作用消失所用的時(shí)間就越長。必需的時(shí)間段取決于恰當(dāng)混合和澆筑粘結(jié)化合物所需的時(shí)間量。換句話說，該時(shí)間段應(yīng)該提供充分的時(shí)間使得粘結(jié)化合物可施工。在添加劑被暫時(shí)性地賦予更多疏水性的這段時(shí)間內(nèi)，粘結(jié)化合物所含的水較少被吸引至該添加劑。較好的是在澆筑粘結(jié)化合物的過程中存在該作用，但是在這以后很短的時(shí)間內(nèi)開始消失，為的是能夠使添加劑恢復(fù)本有的性質(zhì)并且盡可能快地參與到化合物的固化中去。
在化合物的固化過程中，添加劑可以以任何方式、模式或過程參與到粘結(jié)化合物中，由此添加劑以任何方式對粘結(jié)化合物的性質(zhì)作出貢獻(xiàn)。然而一般來說，添加劑可以是反應(yīng)性或惰性的。如果添加劑是反應(yīng)性的，它通常在化合物固化過程中如下參與粘結(jié)化合物與化合物所含水反應(yīng)或者與先前硅酸鹽水泥和水之間反應(yīng)制得或形成的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行反應(yīng)，以形成進(jìn)一步的反應(yīng)產(chǎn)物。如果添加劑是惰性的，它在化合物硬化過程中參與粘結(jié)化合物通常局限于向粘結(jié)化合物提供進(jìn)一步的組分或元素(如增強(qiáng)材料)，以使得粘結(jié)化合物在添加劑周圍硬化。惰性添加劑的存在對化合物性能只有其單獨(dú)的貢獻(xiàn)。
可以使用任何與具體處理用物質(zhì)和待處理添加劑均相容的表面處理工藝或方法、以任何方式用處理用物質(zhì)對添加劑進(jìn)行表面處理。然而，較好的是通過涂覆添加劑表面來用所述物質(zhì)處理添加劑，但是所述物質(zhì)并沒有與添加劑化學(xué)鍵合或以其它方式與添加劑反應(yīng)?？梢杂萌魏文軌蛟诨旧险麄€(gè)表面上涂敷有效的一層所述物質(zhì)層的相容工藝或方法向添加劑表面上施涂物質(zhì)涂層。
與添加劑化學(xué)鍵合的物質(zhì)，只有當(dāng)該化學(xué)鍵合是暫時(shí)性的以致于它是可逆的或者該化學(xué)鍵合不會(huì)以其它方式干擾暫時(shí)性疏水作用時(shí)才可以使用。然而，所述物質(zhì)與添加劑的化學(xué)鍵合可以賦予該添加劑永久的疏水性，由此使得添加劑不能在化合物固化時(shí)參與該化合物，從而使添加劑不能在混凝土中起到長期的有利效果。因此，與添加劑化學(xué)鍵合的物質(zhì)通常不適用于本發(fā)明。據(jù)認(rèn)為，這一結(jié)果在試驗(yàn)?zāi)承┭趸柰?oxysilanes)用作用來表面處理添加劑的潛在物質(zhì)時(shí)已有顯示，結(jié)果是這些含有氧化硅烷基團(tuán)的物質(zhì)不適用于本發(fā)明。以其它方式與添加劑進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的物質(zhì)會(huì)破壞或惡化添加劑，或者也會(huì)使添加劑永久地疏水，由此也是不適用于本發(fā)明的。
所述物質(zhì)暫時(shí)性疏水作用的性質(zhì)可以通過任何機(jī)理或化學(xué)反應(yīng)來得到。例如，所述物質(zhì)隨時(shí)間以某些方式分解，以使得該物質(zhì)經(jīng)分解的部分不再能夠保持疏水效果，從而該物質(zhì)的疏水作用也就停止了?；蛘?，所述物質(zhì)可以簡單地隨時(shí)間以某一方式從添加劑表面脫離，以使得添加劑不再涂覆有該物質(zhì)，則該物質(zhì)就不再對添加劑有疏水作用。在上述兩種情況的任一種中，可以通過堿性環(huán)境或粘結(jié)化合物的性質(zhì)來產(chǎn)生、增強(qiáng)或幫助分解或脫離。例如，在所述物質(zhì)是由包含氧化丙烯的聚合物組成的情況下，理論上來說水泥凝膠的強(qiáng)堿環(huán)境會(huì)使聚合物變得不溶，從而從添加劑上脫離，使得添加劑不再被該聚合物涂覆。
處理添加劑所需的所述物質(zhì)的最少用量是能夠在該特定添加劑上得到或產(chǎn)生所需暫時(shí)性疏水作用的用量。換句話說，需要的用量是能夠有效地處理添加劑的基本上所有的表面。應(yīng)該避免使用過量的所述物質(zhì)或者明顯高于所需最少量的用量，為的是將表面處理的成本降至最低，還為了使添加劑上疏水作用消失的時(shí)間減少至最少。
在較佳實(shí)施方案中，用一定量的所述物質(zhì)來制得經(jīng)表面處理的添加劑，它包含約2-5％(重量)的所述物質(zhì)。所述物質(zhì)的量小于2％(重量)不能有效地得到暫時(shí)性的疏水作用，而所述物質(zhì)的量大于5％(重量)會(huì)對粘結(jié)化合物的短期強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響，會(huì)使得添加劑在混入粘結(jié)化合物之前更難以處理。實(shí)際上所需的物質(zhì)最少量將取決于所述物質(zhì)和添加劑的性質(zhì)和性能，還取決于添加劑的細(xì)度和形狀。較好的是，所述物質(zhì)的最大用量應(yīng)該是經(jīng)表面處理的添加劑與未經(jīng)處理的添加劑在外觀和加工特征上相似。
所述物質(zhì)較好的是包含一種或多種有機(jī)物質(zhì)，特別好的是包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。據(jù)發(fā)現(xiàn)，碳原子數(shù)少于3個(gè)的有機(jī)氧化物通常在性質(zhì)上往往是親水性強(qiáng)于疏水性，因?yàn)樵谶@些氧化物中包含較大比例的親水的氧。含3個(gè)或更多碳原子的高級有機(jī)氧化物在比例上含有少量的氧，因此在性質(zhì)上往往是疏水性強(qiáng)于親水性。因此，僅僅含有碳原子數(shù)少于3個(gè)的有機(jī)氧化物的物質(zhì)，由于其親水性往往不適合用作本發(fā)明的物質(zhì)。然而，所述物質(zhì)還可以包含具有疏水組分和親水組分的表面活性劑。在這種情況下，疏水組分較好的是包含一種含有至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物，親水組分可以包含任何親水的組分或部分，如羧酸鹽(酯)、磷酸鹽(酯)、磺酸鹽(酯)、硫酸鹽(酯)、醇、二元醇、胺、聚胺，或者含有少于3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
含有至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物可以從飽和烴、不飽和烴或芳烴得來，或者可以從這些烴的衍生物得來。然而，所述物質(zhì)必須還能夠賦予添加劑以暫時(shí)性的疏水作用。因此，一些有機(jī)氧化物由于不能達(dá)到所需效果而不適合于預(yù)期的目的。例如，如上所述，據(jù)發(fā)現(xiàn)氧化硅烷會(huì)賦予添加劑永久的疏水性。結(jié)果，經(jīng)氧化硅烷處理的添加劑，尤其是經(jīng)氧化硅烷處理的硅灰石對水的需求低，但是不能使得粘結(jié)化合物的彎曲強(qiáng)度有長期的增加，因?yàn)楣杌沂荒芑謴?fù)它本有的性能，包括它的親水性。因此，含有氧化硅烷基團(tuán)的有機(jī)氧化物不適合用作所述物質(zhì)。其它有機(jī)氧化物也可能因?yàn)轭愃频脑蚨贿m用。
雖然一些高級有機(jī)氧化物本身可以具有足夠高的分子量以組成所述物質(zhì)，但是所述物質(zhì)較好的是包含聚合物以使得所述物質(zhì)的分子量足夠高以有助于經(jīng)濟(jì)和有效地處理添加劑的表面。在較佳實(shí)施方案中，所述物質(zhì)是包含氧化丙烯單元的聚合物。此外，在較佳實(shí)施方案中，聚合物是還包含少于3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物(如氧化乙烯單元)的表面活性劑，或者是還包含胺(如聚胺)或二元醇的表面活性劑。
在較佳實(shí)施方案中，添加劑包含硅灰石，聚合物較好的是包含下述四種聚合物中的至少一種，包括它們的混合物。
第一種，所述物質(zhì)可以包含亞烷基二醇(alkylene glycol)的聚合物。聚亞烷基二醇的化學(xué)組成是聚亞烷基二醇一丁醚，它具有以下化學(xué)式C4H9(OCH2CH2)x[OCH2CH(CH3)]yOH該聚合物由Union Carbide Canada Inc.制造，以UCON的商標(biāo)市售，為UCON潤滑劑50-HB-660。
第二種，所述物質(zhì)可以包含烷基醚胺的聚合物。聚烷基醚胺的化學(xué)組成如下
聚(氧(甲基-1，2-乙烷二基))，α-氫-ω-(2-氨基甲基乙氧基)醚和2-乙基-2-(羥甲基)-1，3-丙二醇(3∶1)該聚合物由Huntsman制造，以JEFFAMINE的商標(biāo)市售，為JEFFAMINE T-403。
第三種，所述物質(zhì)可以包含氧化烯基胺的聚合物。聚氧化烯基胺的化學(xué)組成是環(huán)氧乙烷，甲基-，與環(huán)氧乙烷的聚合物，二(2-氨基丙基)醚該聚合物由Huntsman制造，以JEFFAMINE的商標(biāo)市售，為JEFFAMINE ED-600。
第四種，所述物質(zhì)可以包含氧丙烯二胺的聚合物。聚氧丙烯二胺的化學(xué)組成是聚(氧(甲基1-1，2-乙烷二基))，α-(2-氨基甲基乙基)-ω-(2-氨基甲基乙氧基)該聚合物也是Huntsman制造的，以JEFFAMINE的商標(biāo)市售，為JEFFAMINED-230。
在JEFFAMINE聚合物中，與商標(biāo)JEFFAMINE有關(guān)的字母(D或T)表示給定產(chǎn)品的官能度(di-(二個(gè))或者tri-(三個(gè)))，而數(shù)字表示近似的平均分子量。因此，例如D-230表示分子量約為230的二胺。
任何其它能夠產(chǎn)生如上所述暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)可以用作表面處理物質(zhì)。這些其它的物質(zhì)可以包括僅含有氧化丙烯單元的聚合物、包含含至少3個(gè)碳原子的其它有機(jī)氧化物的聚合物或其它物質(zhì)，或者表面活性劑，所述表面活性劑含有氧化丙烯或含至少3個(gè)碳原子的其它有機(jī)氧化物作為疏水組分，并含有羧酸鹽(酯)、磷酸鹽(酯)、磺酸鹽(酯)、硫酸鹽(酯)、醇、二元醇、胺、聚胺、含有少于3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物或其它親水性部分作為親水組分。
應(yīng)該理解，本發(fā)明所涉及到的準(zhǔn)確的化學(xué)性質(zhì)并不完全已知。因此，本發(fā)明的實(shí)踐不應(yīng)局限于本文中所容納的理論。
以下實(shí)施例起到了更全面說明本發(fā)明的作用。在實(shí)施例中，以下用于混合方案的參數(shù)是恒定的1. 砂含量956克2.粗骨料含量 無3. 飛灰含量 119克4. 水泥含量 306克5. 硅灰石(若存在)42.5克6. 空氣夾帶的混合物 0.5毫升實(shí)施例1
注-硅灰石是Minera NYCO S.A.de C.V.of Mexico制造的HAR-200(高縱橫比，200目x0)等級的硅灰石。
-空氣夾帶混合物是Daravair(TM)，由W.R.Grace and Co.制造。
-減水劑是WRDA(TM)，由W.R.Grace and Co.制造。
-超增塑劑是WRDA-19(TM)，由W.R.Grace and Co.制造。
-用來測試彎曲強(qiáng)度的樣品是尺寸為12.7毫米×19.1毫米×152.4毫米的梁。
本發(fā)明實(shí)施方案所要求的排他性權(quán)利的定義如下
權(quán)利要求
1.一種添加劑，它用來在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化之前混入該化合物中，所述添加劑包含經(jīng)表面處理的添加劑，該添加劑表面是經(jīng)對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理過的，該作用暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水，以致于在澆筑該化合物的過程中化合物所含的水較少被吸引至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物的固化過程中添加劑參與該化合物。
2.如權(quán)利要求1所述的添加劑，其中所述添加劑生來是親水性的。
3.如權(quán)利要求2所述的添加劑，其中所述添加劑包含硅酸鹽。
4.如權(quán)利要求3所述的添加劑，其中所述硅酸鹽是大體上惰性的材料。
5.如權(quán)利要求3所述的添加劑，其中所述硅酸鹽包含纖維狀材料用于增強(qiáng)粘結(jié)化合物。
6.如權(quán)利要求3所述的添加劑，其中所述硅酸鹽包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
7.如權(quán)利要求3所述的添加劑，其中所述硅酸鹽包含硅酸鈣。
8.如權(quán)利要求7所述的添加劑，其中所述硅酸鹽包含偏硅酸鈣。
9.如權(quán)利要求8所述的添加劑，其中所述硅酸鹽包含硅灰石。
10.如權(quán)利要求9所述的添加劑，其中所述化合物還包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
11.如權(quán)利要求3所述的添加劑，其中所述物質(zhì)包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
12.如權(quán)利要求11所述的添加劑，其中所述物質(zhì)包含聚合物，所述聚合物包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的烯化氧。
13.如權(quán)利要求12所述的添加劑，其中所述烯化氧包含氧化丙烯。
14.如權(quán)利要求11所述的添加劑，其中所述物質(zhì)包含具有疏水組分的表面活性劑，所述疏水組分含有至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
15.如權(quán)利要求13所述的添加劑，其中聚合物還包含氧化乙烯。
16.如權(quán)利要求11所述的添加劑，其中所述物質(zhì)涂覆添加劑，但不與添加劑化學(xué)鍵合以顯著地影響暫時(shí)性的疏水作用。
17.如權(quán)利要求13所述的添加劑，其中聚合物包含亞烷基二醇。
18.如權(quán)利要求13所述的添加劑，其中聚合物包含烷基醚胺。
19.如權(quán)利要求13所述的添加劑，其中聚合物包含氧化烯基胺。
20.如權(quán)利要求13所述的添加劑，其中聚合物包含氧丙烯二胺。
21.如權(quán)利要求11所述的添加劑，其中經(jīng)表面處理的添加劑包含約2-5％(重量)的所述物質(zhì)。
22.一種制備添加劑的方法，所述添加劑用來在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化之前混入該化合物中，所述方法包括用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理添加劑表面的步驟，該作用暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水，以致于在澆筑該化合物的過程中化合物所含的水較少被吸引至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物的固化過程中添加劑參與該化合物。
23.如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述添加劑生來是親水性的。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，其中所述添加劑包含硅酸鹽。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述硅酸鹽是大體上惰性的材料。
26.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述硅酸鹽包含纖維狀材料用于增強(qiáng)粘結(jié)化合物。
27.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述硅酸鹽包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
28.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述硅酸鹽包含硅酸鈣。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其中所述硅酸鹽包含偏硅酸鈣。
30.如權(quán)利要求29所述的方法，其中所述硅酸鹽包含硅灰石。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其中所述化合物還包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
32.如權(quán)利要求24所述的方法，其中所述物質(zhì)包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述物質(zhì)包含聚合物，所述聚合物包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的烯化氧。
34.如權(quán)利要求33所述的方法，其中所述烯化氧包含氧化丙烯。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述物質(zhì)包含具有疏水組分的表面活性劑，所述疏水組分含有至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
36.如權(quán)利要求34所述的方法，其中聚合物還包含氧化乙烯。
37.如權(quán)利要求32所述的方法，其中所述物質(zhì)涂覆添加劑，但不與添加劑化學(xué)鍵合以顯著地影響暫時(shí)性的疏水作用。
38.如權(quán)利要求34所述的方法，其中聚合物包含亞烷基二醇。
39.如權(quán)利要求34所述的方法，其中聚合物包含烷基醚胺。
40.如權(quán)利要求34所述的方法，其中聚合物包含氧化烯基胺。
41.如權(quán)利要求34所述的方法，其中聚合物包含氧丙烯二胺。
42.如權(quán)利要求32所述的方法，其中用所述物質(zhì)對添加劑進(jìn)行處理，得到經(jīng)表面處理的添加劑，它包含約2-5％(重量)的所述物質(zhì)。
43.一種制備包含硅酸鹽水泥、水和添加劑的粘結(jié)化合物的方法，所述方法包括以下步驟(a)用對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理添加劑的表面，得到經(jīng)表面處理的添加劑；和(b)將經(jīng)表面處理的添加劑混入硅酸鹽水泥和水中，以形成化合物；其中，所述作用暫時(shí)使得在經(jīng)表面處理的添加劑混入硅酸鹽水泥和水之后的一段時(shí)間內(nèi)該添加劑更加疏水，以致于在澆筑該化合物的過程中水較少被吸引至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物的固化過程中添加劑參與硅酸鹽水泥和水。
44.如權(quán)利要求43所述的方法，其中所述添加劑生來是親水性的。
45.如權(quán)利要求44所述的方法，其中所述添加劑包含硅酸鹽。
46.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述硅酸鹽是大體上惰性的材料。
47.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述硅酸鹽包含纖維狀材料用于增強(qiáng)粘結(jié)化合物。
48.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述硅酸鹽包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
49.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述硅酸鹽包含硅酸鈣。
50.如權(quán)利要求49所述的方法，其中所述硅酸鹽包含偏硅酸鈣。
51.如權(quán)利要求50所述的方法，其中所述硅酸鹽包含硅灰石。
52.如權(quán)利要求51所述的方法，其中所述化合物還包含選自火山灰、水硬水泥、以及它們的混合物的輔助性的粘結(jié)材料。
53.如權(quán)利要求45所述的方法，其中所述物質(zhì)包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
54.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述物質(zhì)包含聚合物，所述聚合物包含至少一種含至少3個(gè)碳原子的烯化氧。
55.如權(quán)利要求54所述的方法，其中所述烯化氧包含氧化丙烯。
56.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述物質(zhì)包含具有疏水組分的表面活性劑，所述疏水組分含有至少一種含至少3個(gè)碳原子的有機(jī)氧化物。
57.如權(quán)利要求55所述的方法，其中聚合物還包含氧化乙烯。
58.如權(quán)利要求53所述的方法，其中所述物質(zhì)涂覆添加劑，但不與添加劑化學(xué)鍵合以顯著地影響暫時(shí)性的疏水作用。
59.如權(quán)利要求55所述的方法，其中聚合物包含亞烷基二醇。
60.如權(quán)利要求55所述的方法，其中聚合物包含烷基醚胺。
61.如權(quán)利要求55所述的方法，其中聚合物包含氧化烯基胺。
62.如權(quán)利要求55所述的方法，其中聚合物包含氧丙烯二胺。
63.如權(quán)利要求53所述的方法，其中經(jīng)表面處理的添加劑包含約2-5％(重量)的所述物質(zhì)。
全文摘要
本發(fā)明是針對一種在包含硅酸鹽水泥和水的粘結(jié)化合物硬化之前混入該化合物中的添加劑。該添加劑包含經(jīng)表面處理的添加劑，該添加劑表面是經(jīng)對添加劑有暫時(shí)性疏水作用的物質(zhì)處理過的，該作用暫時(shí)使得該添加劑在混入化合物之后的一段時(shí)間內(nèi)更加疏水，以致于在澆筑該化合物的過程中化合物所含的水較少被吸收至添加劑，由此能夠使化合物具有可施工性，且以致于添加劑在澆筑化合物之后恢復(fù)其本有的性質(zhì)，以使得在化合物的固化過程中添加劑參與該化合物。本發(fā)明還針對制備該添加劑的方法和制備包含該添加劑的粘結(jié)化合物的方法。
文檔編號C04B24/10GK1239937SQ97180423
公開日1999年12月29日 申請日期1997年12月9日 優(yōu)先權(quán)日1996年12月10日
發(fā)明者C·J·姆克尼, M·皮爾德舍, D·J·夏伊盧克 申請人:福汀煤炭有限公司