用于建筑应用的多用途砂浆或水泥组合物的制作方法
【专利说明】用于建筑应用的多用途砂浆或水泥组合物 发明领域
[0001] 本发明涉及多用途砂浆或水泥组合物，其用于（i)抑制砂浆或水泥结构中钢的腐 蚀，（ii)修复、填充和/或喷涂砂浆或水泥结构中的损坏、裂缝、缺陷和空腔，和/或（iii) 铺面、涂覆和/或保护砂浆或混凝土表面。
【背景技术】
[0002] 混凝土修复是强烈受管控的行为。有许多标准需要满足，这些标准强加了高的产 品性能水平。
[0003] 修复损坏的混凝土通常要求砂浆体系。使用者通常必须使用多种产品以实施修复 工作。该体系可任选地包含粘结底漆、强化腐蚀保护、再修整（re-profiling)砂楽和流平 /修平层（smoothinglayer)。这些通常是3或4个不同类型的产品，其具有昂贵和要求额 外包装和储存空间的劣势。
[0004] 市场上存在非常少的多用途砂浆。在单一产品中它们都不具有所有的以下三个功 能：
[0005] -恢复和保持钢筋的钝态 [0006]-混凝土修复
[0007] -混凝土铺面和保护。
[0008] 那是因为在单一产品中结合所有三个性能存在巨大的技术挑战，部分因为对于各 个应用/功能而批准的产品必须满足不同的标准。
[0009] 事实上，就我们所知，目前可商购的多用途砂浆产品仅是来自MAPEI?公司的 PlanitopSmooth&Repair。然而这个产品仅满足两个功能：混凝土修复和混凝土铺面。
[0010] 在欧洲，适合于所有三个上述性能/用途的砂浆应满足以下三个标淮：EN 1504-7、EN1504-2 和EN1504-3/R2 系列。
[0011] 成功设计该产品的一个主要障碍不得不涉及获得在三个不同的用途/目之间的 正确的技术折中的能力。
[0012] 首先，优化配方以获得正确的粒度（granulometry)是成问题的。一方面，颗粒 尺寸必须足够细使得产品以非常薄的层施加（铺面应用）。另一方面，细的粒度会加重 (sharpen)收缩且一旦砂浆以较厚层施加（修复应用）时可使裂缝出现成为必然。
[0013] 此外，设计具有期望的抗腐蚀性能和满足严格标准EN1504-7的砂浆是非常困难 的挑战。这个欧洲标准更适合涂料产品，相比于砂浆，涂料产品通常具有不同的和更适应的 粘度和稠度以满足标准化需要。
[0014] 此外，针对三个应用/使用中的每个而控制产品的收缩远不是简单的任务。产品 的各方面（即抗腐蚀、修复和铺面）意味着不同量的水的存在（以达到适合各应用的合适 粘度和稠度），这不可避免地导致不同的收缩行为。
[0015] 因此，存在巨大的需求/挑战去研制在单一产品中满足所有三个性能的砂浆或水 泥组合物：抗腐蚀、修复和铺面。
[0016] 发明描述
[0017] 本发明通过一方面提供多用途砂浆或水泥组合物提供了针对这个问题的解决方 案，该砂浆或水泥组合物用于（i)抑制砂浆或水泥结构中钢的腐蚀，（ii)修复、填充和/或 喷涂砂浆或水泥结构中的损坏、裂缝、缺陷和空腔，和/或（iii)铺面、涂覆和/或保护砂浆 或混凝土表面。
[0018] 如上所述，优化砂浆或水泥配制剂以获得正确的粒度是成问题的：一旦砂浆以较 厚层施加（修复应用），细粒度可加重收缩且可使裂缝出现成为必然。因为在本发明情况中 引入较大的颗粒是不可能的，阻止裂缝形成的唯一方法是找出特定抗收缩剂的正确组合以 及尽可能调节粘结剂的反应性。
[0019] 此外，因为各种"性能"（抗腐蚀、修复和铺面）要求特定的适用期和经硬化的性能 以满足应用者的要求，所以必须根据它们的反应性和经调整以满足消费者对各用途的需求 的砂浆的组成来选择粘结剂。因此正确添加剂的选择是一项技术挑战，因为它们的溶解性 和粒度可对水泥基组合物在新鲜和硬化状态下的性能产生巨大的影响。
[0020] 有利地是，所述多用途砂浆或水泥组合物包含：
[0021] 至少一种水泥基粘结剂
[0022] 至少一种填料和砂
[0023] 至少一种抗起泡剂
[0024] 至少一种纤维组分
[0025] 至少一种抗腐蚀剂
[0026] 至少一种塑化剂或超塑化剂
[0027] 至少一种促进剂
[0028] 至少一种抗收缩剂
[0029] 和至少一种聚合物、可再分散的聚合物或共聚物。
[0030] 有利地是，所述多用途砂浆或水泥组合物包含（wt%，以组合物的总重量计算）：
[0031] 15-40%的至少一种水泥基粘结剂
[0032] 50-80 %的至少一种填料和砂
[0033] 0? 05-1. 5%的至少一种抗起泡剂
[0034] 0? 05-1. 2%的至少一种纤维组分
[0035] 0? 05-3. 2 %的至少一种抗腐蚀剂
[0036] 0? 05-1. 2%的至少一种塑化剂或超塑化剂
[0037] 0? 1-3. 5 %的至少一种促进剂
[0038] 0? 1-4. 2 %的至少一种抗收缩剂
[0039] 0. 1-3. 5%的至少一种聚合物、可再分散的聚合物或共聚物，其中前述组分的wt% 的总和是1〇〇%。
[0040] 本文中，以"聚/多"（"poly"）开头的物质名字，例如聚乙二醇、聚乙烯、聚乙烯 醇、多元醇、聚羧酸醚、聚乙酸乙烯酯或聚乙烯基酯，指的是形式上每分子含有两个或更多 个在它们名字中出现的官能团的物质。
[0041] 本文中，术语"聚合物"首先包含化学上均一的大分子的组，然而该大分子在聚合 度、摩尔质量和链长方面不同，其通过聚合反应（聚加成、加聚、缩聚）制备。其次，该术语 也包含来自聚合反应的大分子组的衍生物，即通过例如在具体大分子上官能团的反应，例 如加成或取代而获得的并且可为化学上均一或化学上不均一的化合物。进一步地，该术语 也包含所谓预聚物，即反应性低聚预加合物，其官能团参与大分子合成。
[0042] 本文中，术语"多元醇"包括根据以上定义的具有超过一个羟基的任意期望的聚合 物。
[0043] 术语"适用期"理解为指反应性组合物与水混合后的可加工性的持续时间。适用 期的结束大多数情况下与使得组合物的便利加工不再可能的组合物粘度升高相关。
[0044] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种水泥基粘结剂。水 泥基粘结剂可选自波特兰水泥（例如根据EN197-1的CEMI，II，III，IV或V)、铝酸钙水 泥（CAC)(例如来自KERNE0S的根据EN14647 的CAC型TERNAL?RG或FONDU? )、硫错酸盐水泥、基于石骨的粘结剂、石灰、熟石灰、娃灰或其混合物。有利地是，水泥基粘 结剂是以组合物的总重量计的15_40wt%。例如，水泥基粘结剂是以组合物的总重量计的 25. 75% ±10wt%。
[0045] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种填料和砂。填料和 砂可选自具有〇. 〇5mm和1. 5mm之间筛分曲线的娃质砂或填料、興质填料（例如来自0MYA的 0MYAC0AT850-0G或 0MYAC0ATBL200)、沉淀超细碳酸钙（例如来自S0LVAY的S0CAL31) 或其混合物。有利地是，填料和砂可以是以组合物的总重量计的50-80wt%。例如，填料和 砂可以是以组合物的总重量计的67.80% ±10wt%。通常，如本文所用的填料指颗粒尺寸 范围低于100 □m的填料，而具有大于100 □m的颗粒尺寸的填料被称为砂。
[0046] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种抗起泡剂。抗起泡 剂可选自聚乙二醇、乙氧基化的脂肪醇、聚硅氧烷或其混合物（例如可使用来自BASF的 LUMITEN*EP3108,来自MUNZIG的AGITANP813,来自M0MENTIVE的AXILAT?DF6352 DD)。有利地是，抗起泡剂可以是以组合物的总重量计的0. 05-1. 5wt%。例如，抗起泡剂可 以是以组合物的总重量计的0.10% ±lwt%。
[0047] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种纤维组分。该纤 维组分可选自聚烯烃纤维（例如聚乙烯或聚丙烯）、硝基（nitryl)、聚乙烯醇（PVA)、具有 或不具有抗碱保护的玻璃、纤维素、亚麻或大麻纤维组分，或其混合物（例如，可使用来自 SIKA的SIKACRACKSTOP?6 或 12_、来自KURARAY的KURALONRF1000、来自 SAINT-G0BAIN的FIBRAFLEX、来自SAINT-G0BAIN的CEM-FIE?ANTI-CRACK?HP、来自 JRS的ARBOCEL?、来自FIBREMESH?的FIBREMESH? )。有利的 是，纤维组分可以是以组分的总重量计的〇. 05-1. 2wt%。例如，纤维组分可以是以组合物的 总重量计的0. 20% ±lwt%。
[0048] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种抗腐蚀剂。抗腐蚀 剂可选自亚硝酸钠、亚硝酸钙、二环己基胺亚硝酸盐、单乙醇胺苯甲酸盐、乙醇胺苯甲酸盐、 乙醇胺、二乙醇胺、N，N-二甲基乙醇胺、三（羟甲基-氨基甲烷）或其混合物（例如，可使用 来自BASF的NITRITEDESODIUMRW，纯度彡 98. 7%，来自BRENNTAG的M0N0ETHAN0LAMINE BENZOATE< 100iim)。有利地是，抗腐蚀剂可以是以组合物的总重量计的0. 05-3. 2wt%。 例如，抗腐蚀剂可以是以组合物的总重量计的1，05 % ± 2wt%。
[0049] 有利地，根据本发明的多用途砂浆或水泥组合物包含至少一种塑化剂或超塑化 齐IJ。塑化剂或超塑化剂可选自聚羧酸