新型混凝土组合物的制作方法_2

文档序号:8507317阅读:来源:国知局
或成缆数个金属线W形成绞合组件。
[0037] 纤维与基体之间的粘合可通过数种方式促进,所述方式可单独使用或组合使用。 [003引水泥基体中金属纤维的粘合可通过处理纤维表面促进。该纤维处理可通过一种或 多种如下方法进行;纤维浸蚀,或在纤维上沉积矿物化合物,特别是通过沉积二氧化娃或金 属磯酸盐。
[0039] 所述浸蚀可通过例如使纤维与酸接触,然后中和而进行。
[0040] 二氧化娃可通过使纤维与如硅烷、娃酸盐或娃溶胶的娃化合物接触而沉积。应了 解二氧化娃或磯酸盐随后基本上局限于混凝±基体中的金属纤维的表面,而不是均匀分散 于基体中。
[0041] 磯酸化处理是公知的,并描述于例如G. L0RIN的名为"The化OS地atizing of Metals" (1973),化b. Eyrolles的文章中。
[0042] 通常,金属磯酸盐使用磯酸化方法沉积,所述磯酸化方法包含将预浸溃的金属纤 维引入包含金属磯酸盐,优选为磯酸铺或磯酸锋的水溶液中,然后过滤该溶液W回收纤维: 然后清洗、中和并再次清洗所述纤维。不同于通常的磯酸化方法,所得的纤维无需进行润滑 型(grease-type)精加工;然而它们可任选地用添加剂浸溃W提供抗腐蚀保护或使得它们 更易与水泥介质一起加工。所述磯酸化处理也可通过将金属磯酸盐溶液涂布或喷雾至纤维 上而进行。
[0043] 当金属纤维存在于本发明的组合物中时,优选使用粘性调节剂(例如得自CP Kelco的阴离子型多糖Kelco-化ete)W防止或降低由于纤维的沉淀而造成的缺乏纤维分 布的均匀性。
[0044] 有机纤维包括聚己締醇纤维(PVA)、聚丙締膳纤维(PAN),聚己締纤维(P巧、高密 度聚己締纤维(皿PE)、聚丙締纤维(P巧、均聚物或共聚物、聚酷胺或聚酷亚胺纤维。也能使 用该些纤维的混合物。本发明所用的有机增强纤维可如下分类为;高模量反应活性纤维、低 模量非反应活性纤维和反应活性纤维。包括所附权利要求书的本说明书中所用的术语"模 量"指杨氏模量(弹性模量)。
[0045] 也可使用金属和有机纤维的混合物;包含具有各种性质和/或长度的纤维的"杂 化"复合材料由此获得,该复合材料的机械行为可取决于所需性能而改变。
[0046] 有机纤维的存在使得改性混凝±对热或火的行为成为可能。
[0047] 有机纤维的烙化使得生成混凝±暴露于高温时蒸汽或水在压力下逸出的通道成 为可能。
[0048] 所述有机纤维可W单股或多股存在;单股或多股的直径优选为10微米至800微 米。所述有机纤维也可W织造或非织造结构的形式或者包含不同长纤丝的杂化股的形式使 用。
[0049] 有机纤维的单独长度优选为5毫米至40毫米,更优选为6至12毫米;所述有机纤 维优选为PVA纤维。
[0化0] 所用有机纤维的最佳量通常取决于纤维几何、它们的化学性质和它们的本征机械 性能(例如弹性模量、流动阔、机械强度)。
[0051] 1/d比(d为纤维直径且1为长度)通常为10至300,优选为30至90。
[0化2] 具有不同性能的纤维的渗合物的使用允许含有它们的混凝±的性能的改性。
[0化3] 聚合纤维粘附至混凝±基体可通过单独使用或组合使用的各种方法促进。粘附通 过使用反应活性纤维促进;粘附能通过混凝±的热处理(例如通过固化)提高。粘附也能 通过纤维的表面处理促进。
[0化4] 纤维的平均长度L与砂子的粒度D的比例R通常至少为5,特别是当砂子具有1毫 米的最大粒度时。
[0化5] 本发明的混凝±中的水泥通常为含有少量或不含娃粉的灰水泥或白水泥,使得混 凝±基本上不含娃粉。合适的水泥为描述于Lea'SQiemistryofCementandConcrete的不含娃粉的^dland水泥。Portland水泥包括炉渣、火山灰、粉煤灰、页岩残渣、石灰石, 和复合水泥(该复合水泥含有少量或不含娃粉)。用于本发明的优选水泥为CEM1(通常为 PM巧。
[0056] 优选白水泥用于制备建筑材料和用于模制(如家具和雕塑),其中材料的外观是 重要的。可造成灰色外观的娃粉的缺乏(娃粉可为白色或灰色)W及白非火山灰的使用允 许具有良好外观的材料的制备。该种建筑材料可包含不会降低外观的白度的玻璃或塑料纤 维。
[0化7] 对于颜色和外观不那么重要的结构应用,可使用金属纤维和例如灰水泥。
[0化8] 若使用水泥代替物,更特别地火山灰材料,则本发明的组合物的水/水泥重量比 可变化。所述比例定义为水量与水泥及任何火山灰的添加重量的重量比:该比例通常为约 8%至25%,优选为13%至25%。水/水泥比率可使用例如减水剂和/或超塑化剂进行调 节。
[0059] 在ConcreteAdmixturesHandbook,PropertiesScienceandTechnology, V.S.Ramachandran,NoyesPublications,1984 中;
[0060] 减水剂定义为将混凝±的混合水量减少通常10-15%的添加剂w为了给定的可使 用性。减水剂包括,例如木素横酸盐、哲基駿酸、碳水化合物,和其他专口的有机化合物(例 如甘油、聚己締醇、甲基娃酸侣钢、横胺酸和酪蛋白)。
[0061] 超塑化剂属于化学上不同于常规减水剂且能够将水含量减少大约30%的新的一 类减水剂。超塑化剂概括地分类为如下四组:横化蒙甲醒浓缩物(SNF)(通常为钢盐);或 横化S聚氯胺甲醒浓缩物(SMF);改性木素横酸盐(MLS),和其他。更近来的超塑化剂包括 如聚丙締酸醋的多駿酸化合物。所述超塑化剂优选为新一代超塑化剂,例如含有作为接枝 链的聚己二醇和主链中的駿酸官能的共聚物,如多駿酸離(polycarboxylicether)。也可 使用多駿酸-多横酸钢和聚丙締酸钢。所需的超塑化剂的量通常取决于水泥的反应活性。 反应活性越低,所需的超塑化剂的量越低。为了降低碱金属的总含量,所述超塑化剂可用作 巧盐而非钢盐。
[0062] 其他添加剂可加入本发明的组合物,例如消泡剂(例如聚二甲基硅氧烷)。该些添 加剂也包括溶液、固体形式的娃酬,优选树脂、油或乳状液形式的娃酬,优选在水中的娃酬。 包含巧SiOO. 5)和巧2SiO)部分的娃酬更特别合适。
[0063] 在该些式中,可相同或不同的R基团优选为氨或具有1至8个碳原子的烷基,优选 甲基。
[0064] 部分(moieties)的数目优选为30至120。
[00化]该种试剂在组合物中的量相对于水泥通常至多为5重量份。
[0066] 混凝±可通过已知方法制备,包括混合固体成分和水,成形(模制、铸造、注射、累 抽、挤出、压延),然后硬化。
[0067] 所述混凝±也能显示出至少120兆帕的抗压强度R。。
[0068] 水泥组合物也包含具有各向异性形状和至多1毫米,优选至多500微米的平均大 小的增强剂。所述增强剂通常具有片状。
[0069] 增强剂的量W砂子和非火山灰的体积计优选为2. 5%和35%,通常为5至25%。
[0070] 增强剂的大小意指它们最大尺寸的平均大小。
[0071] 所述试剂可为天然或合成产品。
[0072] 作为片的增强剂可选自云母片、滑石片、复合娃酸盐片(粘± )、胚石片、氧化侣 片。
[0073] 有可能在本发明的混凝±组合物中使用增强剂的渗合物。
[0074] 所述增强剂可在表面包含聚合有机涂层,所述涂层包含选自如下的材料;聚己締 醇、硅烷、娃酸盐、硅氧烷树脂或聚有机硅氧烷或如下物质的反应产物;(i)至少一种含有3 至22个碳原子的駿酸,(ii)至少一种含有2至25个碳原子的多官能芳族或脂族胺或取代 胺,和(iii)为水溶性金属络合物的交联剂,该金属络合物至少含有选自如下的金属:锋、 侣、铁、铜、铭、铁、错或铅,例如如EP-A-0372804所描述。
[0075] 涂层厚度通常为0. 01微米至10微米,优选为0. 1微米至1微米。
[0076] 胶乳包括苯己締-了二締胶乳、丙締酸胶乳、苯己締-丙締酸胶乳、甲基丙締酸胶 乳、駿酸化和磯酸化的胶乳。优选具有巧络合功能的胶乳。
[0077] 聚合物有机涂层能通过在上述化合物之一的存在下在流化床中处理增强剂或使 用FOR邸RG型混合器而获得。
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