[發明專利]具有改進的耐濕性的無宏缺陷的水泥

有效

• 申請號: 201680005772.1
• 申請日: 2016-01-20
• 公開（公告）號: CN107135652B
• 公開（公告）日: 2021-04-27
• 發明（設計）人: A·K·阿姆斯特茨
• 申請（專利權）人: 卡特彼勒公司
• 主分類號: C04B28/06
• 分類號: C04B28/06;C04B111/28
• 代理公司: 北京市中咨律師事務所 11247
• 代理人: 彭立兵;林柏楠

水泥組合物可以包括聚乙烯醇、高氧化鋁水泥、水、金屬活性助劑、過氧化物交聯引發劑和有機酸阻燃劑。可以通過制備具有大于或等于約85％的皂化PVAA的皂化聚乙烯醇乙酸酯(PVAA)和水的水凝膠預聚物共混物，利用高剪切混合方法將所述水凝膠預聚物共混物與高氧化鋁水泥(HAC)混合，在金屬活性助劑和過氧化物交聯引發劑中混合，在有機酸阻燃劑中混合，并在約5MPa壓力和約90℃下熱壓所述混合物約30分鐘，由所述水泥組合物制得模制制品。

技術領域

本公開一般涉及無宏缺陷(MDF)水泥組合物，并且更具體地涉及具有耐濕性的MDF水泥組合物。

背景技術

道路、人行道、橋、建筑物、水管、儲存器以及其它基礎設施和結構部件通常由水泥混合物例如混凝土制成。混凝土包括水泥等，例如各種骨料和漿料。骨料包括小型材料，例如沙子、礫石或碎石。通常，將骨料保持在一起的漿料是水和波特蘭水泥。波特蘭水泥是最流行類型的水泥的通用術語。水泥通常占混凝土總質量的10％至15％。波特蘭水泥是一種水硬性水泥，這意味著當加入水時，開始化學反應，導致水泥硬化和固化，將骨料保持在巖石狀的混凝土中。在使混凝土硬化前，將混凝土混合物倒入模具中，使其硬化成所需的形狀。波特蘭水泥通常由鈣質材料(通常為石灰石或其它基于碳酸鈣的材料)和泥質材料(通常為含有大量粘土樣組分的硅質和鋁質礦物質)的組合制成。將各種化學物質加入混凝土中用作增塑劑、促進劑、延遲劑、分散劑和減水劑。稱為外加劑的這些添加劑可用于提高混凝土混合物的可加工性、混凝土的強度、混凝土硬化和達到全強度所需的時間以及其它所需的性能。必須仔細地控制和測量進入混凝土的各種原料的比例以獲得具有所需特征的成品。

正在開發高強度水泥基材料(例如無宏缺陷(MDF)水泥)以用于傳統水泥和混凝土技術無法實現的許多應用。MDF是指不存在相對較大的空隙或缺陷，其因為夾帶的空氣、不充分的分散性以及當水浸入水泥顆粒和骨料并留下空隙所形成的孔隙率而通常存在于傳統混合水泥漿料中。這種空隙和缺陷限制了傳統波特蘭水泥的強度。MDF水泥是一種聚合物-水泥復合材料。聚合物和水泥協同作用產生具有不同特征的獨特微結構。MDF水泥的水泥復合材料的基礎聚合物是可溶于水的聚合物，例如聚乙烯醇。高剪切混合和熱壓模制方法通常在生產期間應用于混合物。MDF水泥的特征在于非常高的撓曲強度和高彈性模量。也稱為斷裂模量、彎曲強度或斷裂強度的撓曲強度是材料抵抗負載變形能力的機械參數。彈性模量是測量物體或物質在施加力時耐彈性變形性的數值。MDF水泥的相對高的撓曲強度和高彈性模量被認為是消除了在混合期間被夾帶的空氣引起的典型水泥復合材料中的大部分空隙，以及消除了當在水泥水合期間脫水時所形成的大部分孔和毛細管的結果。

雖然MDF水泥材料具有良好前景的機械特性，但是由于耐水性差，尚未成功商業化。甚至在初始固化反應后，水溶性聚乙烯醇基聚合物仍然是親水性的，隨后的吸水將強度和模量降低到其原始值的一半以下。許多研究者已經探討了對MDF水泥混合物和涂層或表面處理的化學改性以使材料的親水性降低。

歐洲專利EP0585998B1公開了一種通過模制物品的碳酸化改進耐濕性的方法。碳酸化方法需要將物品浸入二氧化碳氣體鼓泡的水浴中。這種類型的方法可能確實使物品的表面不易降解，但不會對厚物品提供長期的耐水性。

所公開的水泥組合物旨在克服上述問題中的一個或多個以及現有技術的其它問題。

發明內容

在一個方面中，本公開涉及一種水泥組合物。水泥組合物可以包括聚乙烯醇、高氧化鋁水泥、水、金屬活性助劑和過氧化物交聯引發劑。

在另一個方面中，本公開涉及由無宏缺陷(MDF)的水泥質組合物制成的模制制品。MDF水泥組合物可以包括聚乙烯醇、高鋁水泥、水、金屬助劑和過氧化物交聯引發劑。