水泥组合物制造技术

由某些烷基醚氧化烯加成物与某些氧化烯二醇的混合物组成的水泥拌合料，以提供砂浆和混凝土的水泥组合物，这种组合物一方面允许大量空气夹带，同时又可防止干燥收缩，并能增强抗压强度。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是指向水泥拌合料组合物，该组合物能产生一方面允许有大量空气夹带同时又能防止干燥收缩的综合效应。本专利技术进一步提供改进的水泥组合物的构件产物和形成这种构件产物的方法。具体地，如下文充分说明的那样，本专利技术是涉及由某些烷基醚氧化烯加成物(alkyl ether alkylene oxide adducts)和氧化烯二醇(oxyalkylene glycols)的协同组合而成的水泥拌合料。
技术介绍
水硬性水泥组合物，例如砂浆(水泥、细颗粒，例如砂，和水)，或者混凝土(水泥，细颗粒，粗颗粒，例如卵石，和水)，具有某些会显著影响水泥耐久性的特性。这些特性包括水泥组合物干燥期间通常出现的收缩和所得到的水泥组合物浇铸的构件中夹带的空气量。常规的水硬性水泥组合物随着浇铸组合物的凝结和干燥，常会显示出体积的减少。虽然体积减少的数值通常很小，但是这极其重要。这种收缩导致开裂和其它缺陷，这些缺陷将会降低成品构件的耐用性和耐久性。开裂的裂缝为空气提供了渗入构件的路径，从而促进了水泥的碳酸盐化和水泥构件中所含金属钢筋条的腐蚀。此外，裂缝还为水渗入和穿过构件提供了机会。这种水的进入通过在使用期作用于水泥构件的冻融循环进一步损坏构件。因此，非常希望提供一种能显示很高强度，又能由于收缩和冻融循环而不会受到损坏影响的水泥。为了避免因干燥收缩而引起的开裂现象，作了各种各样的努力。这些努力包括在水泥构件中提供节点(joint)，以便使裂缝形成的部位集中在节点处，从而引起构件的其它部分裂缝的形成减低到最少。这样的节点安装起来很费钱，又不适用于某些构件例如垂直墙，立柱等等；并且只是将裂缝区集中但不能减轻裂缝的出现。其它的努力包括改变水泥组成，改变混凝土拌合物的制造方法和改变在形成混凝土成品构件时所使用的石渣材料。这些努力没有一个最终得到一个满意的解决办法。例如，各种水泥用昂贵的拌合料配方，试图以抵消混凝土的收缩。可是，确定为抵消正扩展的干燥裂缝而需要的昂贵的合适的拌合料的数量是很困难的。因此使用这样的材料常会产生无法预料的结果。就克服水泥组合物例如混凝土组合物的干燥收缩作用而言，现有文献教导我们，各种氧化烯加成物适合于这种用途。例如美国专利3,663,251和4,547,223建议使用通式为RO(AO)nH的化合物作为水泥减收缩添加剂，式中R可以是C1-7的烷基或C5-6的环烷基，A可以是C2-3的亚烷基，n是1-10。类似地，美国专利5,147,820则建议终端烷基醚化或烷基酯化的氧化烯聚合物对于减少收缩是有用的。另外，日本专利申请58-60293也提供了利用向水泥加入化合物的方式来实现减少水泥收缩的建议，这些化合物可以是终端为脂肪族的，脂环族的或芳香族基团的氧化乙烯和/或氧化丙烯重复链的化合物。小规模常规的水硬性水泥构件所遇到的冻融压力(包括开裂现象)的是由于水渗入多孔水泥构件而造成，水存在干构件中，在冻融条件下产生了破坏压力。为了防止由于这种现象而损失耐久性，要加入少量的能够在水硬性水泥组合物构件中造成夹带细小空气孔洞的试剂，这是通用的实际作法(空气夹带剂即称之为AE剂)。这些空气孔洞(正常情况下为3-10％，优选地4-8％体积)为膨胀的冰晶体成长提供了空间，结果减轻了在冻融条件下水膨胀产生的压力。当氧化烯化合物给予水泥构件提供一定程度防收缩时，已知这些化合物会引起常规的空气夹带剂的失活，因此，造成这样被处理的水泥构件具有不希望的低和程度的空气夹带。众所周知，为了有助于使浇铸水泥构件能够承受所遇到的压缩/膨胀力，需要有空气夹带，上述的氧化烯加成物在结构水泥组合物中未能广泛地使用，因为这些氧化烯加成物不允许构件具有如所需要的足以提供构件承受压缩/膨胀力，并从而足以延长构件有效寿命的空气夹带。例如美国专利3,663,251通过比较例表明，包含聚丙二醇的物质可以引起由亚硫酸盐废液组成的试剂处理水泥所提供的空气夹带作用的下降此外，加拿大专利976,321认为聚氧亚烷基二醇以及它们的酯、醚和它们的混合物会引起水泥组合物中起泡的减少。使用水泥组合物，例如砂浆和混凝土，来形成建筑结构构件的主要优点之一就是，组合物能浇铸成所需要的形状，而且这种形状能够显示出有很高的抗压缩强度。考虑到这一点，工人不希望使用拌合料或其它会引起这种强度减低的成分。非常希望提供一种水泥拌合料，这种水泥拌合料能够防止水泥组合物构件的干燥收缩，也不会使赋予其足够空气的常见空气夹带剂能力的下降。此外，也希望在保持已形成的构件很高的抗压强度的同时，也获得这些所需要的特性。专利技术概述本专利技术涉及一种水泥拌合料，一种具有其中加入拌合料的水泥，和一种形成改进水泥组合物构件的方法，它能够防止干燥收缩，也不会显著降低大量保持经处理的构件的空气孔洞(air void)含量和抗压强度的能力。此拌合料包括具有通式(I)，RO(AO)nH的烷基醚氧化烯加成物，与具有通式(II)，HO(AO)nH的低级的氧化烯二醇化合物相组合而成的协同效应混合物，在RO(AO)nH中，A选自C2-C4亚烷基，n是有1-3的数值，R是C1-C5的烷基，在HO(AO)nH中，A和n与上述定义相同。专利技术详述意相不到地发现，当使用本文所述的化合物的特定组合作为拌合料组分时，人们获得了所需要的防止干燥收缩和使用已知AE剂赋予空气夹带的能力的综合效果，同时也保持了甚至改进了所得到的水泥构件的抗压强度。正如下文充分叙述的那样，本专利技术具体涉及某些烷基醚氧化烯加成物和某些低级的氧化烯二醇的一种组合。本专利技术的水泥拌合料需要使用通式RO(AO)nH所代表的烷基醚氧化烯加成物，式中R代表C3-C5烷基例如丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、叔戊基、正戊基、异戊基等等；A代表至少一个C2-C4亚烷基例如，-CH2CH2-，-CH2CH2CH2-， -CH2CH2CH2CH2-， 等等和它们的组合；O代表氧原子；n代表1-3的整数。这些醚加成物的优选的化合物是那些R代表丁基(C4)或叔烷基例如叔丁基或叔戊基，n是2或3的化合物。在一个优选的实施方案中，R是叔烷基，A代表亚乙基(-CH2CH2-)或亚丙基( 或 在另一个优选的实施方案中，A代表单一类型亚烷基(也就是说，单一的C2，单一的C3，或单一的C4)。在又一个优选的实施方案中，A是C3和/或C4亚烷基(也就是说，不存在C2亚烷基)。最优选的加成物是双丙二醇单-叔-丁基醚，三丙二醇单-叔-丁基醚，以及它们的混合物。聚氧亚烷基二醇(polyoxyalkylene glycols)已知的作为水泥的促凝剂和减缩添加剂的有用的化合物。已发现，下述的某些低级的氧化烯二醇当与上述的烷基醚氧化烯加成物组合使用时，将使所得到的拌合料不会抑制被处理的水泥组合物中要形成的空气夹带，并能进一步提供水泥组合物产物具有良好的抗压强度。在提供本专利技术协同效应的组合方面，发现低级的氧化烯二醇很有用，它们是由通式HO(AO)nH代表的，式中A、O和n具有与上述关于加成物相同的定义。优选的二醇是双乙二醇和双丙二醇，三丙二醇和它们的混合物，其中双丙二醇是最优选的。本专利技术最优选的拌合料是由双丙二醇-叔-丁基醚和/或三丙二醇叔-丁基醚，与双丙二醇和/或三丙二醇组合而成的。为了提供减少干燥收缩作用的协同本文档来自技高网...

【技术保护点】
水泥组合物，包括水硬性水泥和以水硬性水泥重量为基准的０．１－５％（重量）的混合物，该混合物是由（ａ）式ＲＯ（ＡＯ）↓［ｎ］Ｈ表示的至少一各种烷基醚氧化烯加成物和（ｂ）式ＨＯ（ＡＯ）↓［ｍ］Ｈ表示的一种氧化烯二醇所组成，ＲＯ（ＡＯ）↓［ｎ］Ｈ式中，Ａ是Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］亚烷基，Ｏ是氧原子，Ｒ是Ｃ↓［３］－Ｃ↓［５］烷基和ｎ是１－３的整数，ＨＯ（ＡＯ）↓［ｍ］Ｈ式中，Ａ是Ｃ↓［２］－Ｃ↓［４］亚烷基，Ｏ是氧原子，ｍ是１－３的整数。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：ET沙尔，小HS克斯宁，
申请(专利权)人：阿科化学技术公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]