[發(fā)明專利]一種礦物質(zhì)添加劑和由可碳酸化硅酸鈣生產(chǎn)的輕質(zhì)復(fù)合材料產(chǎn)品

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880034258.X
• 申請(qǐng)日: 2018-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN110662731A
• 公開（公告）日: 2020-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 艾哈邁德·居內(nèi)伊特·塔什
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 索里迪亞科技公司
• 主分類號(hào): C04B38/02
• 分類號(hào): C04B38/02;C04B40/02;C04B28/02;C04B22/08
• 代理公司: 11352 北京大成律師事務(wù)所
• 代理人: 李佳銘;王芳

本發(fā)明提供了一種由可碳酸化硅酸鈣組合物制成的新的加氣復(fù)合材料及其配方、制造方法和用途，尤其是新的添加劑礦物成分在形成鎂、鎂鹽或鎂的氧化物以改善低密度混凝土材料的物理化學(xué)性能上的用途。所述低密度、加氣材料作為可碳酸化硅酸鈣組合物的固化產(chǎn)物，是由碳酸鈣(CaCO₃)和二氧化硅(SiO₂)組成的。

優(yōu)先權(quán)要求和相關(guān)專利申請(qǐng)

本申請(qǐng)要求于2017年3月23日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)序列號(hào)62/475,403的優(yōu)先權(quán)的權(quán)益，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明大體涉及加氣復(fù)合材料及其生產(chǎn)流程。更具體地，本發(fā)明涉及一種由可碳酸化硅酸鈣組合物制成的新的加氣復(fù)合材料及其配方、制造和用途，尤其是新的添加劑礦物成分在改善輕質(zhì)混凝土材料的性能，如耐久性和強(qiáng)度上的用途。本發(fā)明的加氣復(fù)合材料作為可碳酸化硅酸鈣組合物的固化產(chǎn)物，是由碳酸鈣(CaCO₃)和二氧化硅(SiO₂)組成的。

背景技術(shù)

通常，高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)的加氣混凝土(“普通AAC”)是一個(gè)輕質(zhì)預(yù)制混凝土的實(shí)例，所述高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)的加氣混凝土是使用石灰質(zhì)材料如水泥和石灰、硅質(zhì)材料如二氧化硅(SiO₂)、硅砂(SiO₂)和其他材料如石膏(CaSO₄·2H₂O)、生產(chǎn)中產(chǎn)生的可回收材料如粉煤灰、金屬鋁和其他充氣劑、用于穩(wěn)定氣泡的表面活性劑和其他填料作為原材料，在高溫高壓下(如，190℃，12atm)固化6至8小時(shí)而形成的。所述充氣劑導(dǎo)致在基體中形成氣孔并增加材料的氣孔率，這導(dǎo)致材料體積增加從而降低材料的密度。

盡管普通AAC具有諸多優(yōu)點(diǎn)，但其制備流程通常存在許多缺點(diǎn)。普通AAC的制造流程涉及設(shè)備特殊、能源消耗大、二氧化碳排放過(guò)量和遺留不利的碳足跡。典型地，普通AAC在從150℃到190℃的溫度范圍、從0.8MPa到1.2MPa的壓力范圍下，在高壓釜中進(jìn)行固化。這些條件導(dǎo)致了托勃莫來(lái)石的產(chǎn)生，它是普通AAC中主要的粘結(jié)單元。此外，由于加工成本較高，普通AAC的價(jià)格相對(duì)昂貴，也很難回收利用。

普通AAC還含有由大量的氣孔和氣泡，同時(shí)這些氣孔和氣泡可以容納一定量的水。即使當(dāng)普通AAC處于平常的使用環(huán)境中，也會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的水的存在。由于普通AAC內(nèi)部有大量氣泡，久而久之，空氣中的二氧化碳可以滲入到普通AAC內(nèi)部，引發(fā)托勃莫來(lái)石粘結(jié)單元的分解。滲入的二氧化碳也可以溶解在這種存在從各種成分中獲得的鈣的水中。

此外，普通AAC中的水也有助于鈣和二氧化碳之間的反應(yīng)，以形成碳酸鈣沉淀。這通常被稱為“碳酸化”。這種碳酸化現(xiàn)象通常發(fā)生在傳統(tǒng)的混凝土材料中。碳酸化作用使混凝土結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度增大，但吸水率下降。同時(shí)還會(huì)出現(xiàn)其它現(xiàn)象，如結(jié)構(gòu)(基體)的收縮、微裂紋的形成以及隨中和作用發(fā)生的鋼筋銹蝕導(dǎo)致的強(qiáng)度下降等。普通AAC也會(huì)出現(xiàn)類似的現(xiàn)象。在普通AAC中，當(dāng)這種碳酸化過(guò)度進(jìn)行超過(guò)一段時(shí)間，上述的基體的收縮會(huì)以同樣的方式，像傳統(tǒng)混凝土材料中的情況一樣，引發(fā)伴隨碳酸化發(fā)生的問(wèn)題。過(guò)度碳酸化會(huì)成為一嚴(yán)重的問(wèn)題。

最近，出現(xiàn)了一種基于可碳酸化硅酸鈣材料的革命性水泥形式，有望替代傳統(tǒng)水泥。可碳酸化硅酸鈣基水泥的生產(chǎn)包括顯著減少二氧化碳排放和能源消耗。此外，這種新的水泥在固化成混凝土產(chǎn)品時(shí)會(huì)隔離CO₂，因?yàn)樵诠袒^(guò)程中需要CO2與可碳酸化硅酸鈣材料反應(yīng)以形成混凝土產(chǎn)品。

為了基本上避免諸如混凝土和普通AAC中的碳酸化的問(wèn)題，專利WO2012/122031A

和美國(guó)專利系列號(hào)9,868,667B2公開了一種改良的粘結(jié)基質(zhì)，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的水泥、混凝土或其他陶瓷材料，如CaO·2SiO₂·4H₂O和CaO·H₂O或其他弱水化的波特蘭水泥。例如，所述粘結(jié)基質(zhì)的粘結(jié)單元由由硅酸鈣(CaSiO3)組成的前驅(qū)體顆粒組成。