水泥质组合物中的未水化强度制造技术

描述了用于在可水化水泥质材料中控制强度发展的组合物和方法，并且更特别地涉及可聚合单体组分的用途，所述可聚合单体组分被以受控方式混合的氧化还原对引发和活化，用于在水泥质材料开始凝固之前增强塑性可水化水泥质材料的基质内的未水化强度。示例性应用包括最小化用于高度流动预拌料应用的模板上的压力，增强用于一体化混凝土板工作和其它相继施加的支撑和粘合性质，或促进快速3D打印应用，等等独特可能性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】水泥质组合物中的未水化强度
本专利技术涉及可水化水泥质材料中受控的强度发展，并且更特别地涉及在塑性可水化水泥质材料的基质内使用聚合体系以在水泥质材料开始凝固之前提高未水化强度。
技术介绍
混凝土含有用于将集料粘结在一起的水硬性材料（波特兰水泥）。在与水混合后，水泥粘结剂开始水化，并且水化混凝土可以被浇注或成型到模具或模板中。然后，水化混凝土将最终凝固成路面、地基、板、壁、管或其它结构形状。图1（现有技术）图示说明了当混凝土从搅拌站（batchplant）被运输到交付（浇注）点时混凝土的强度（沿左侧纵轴指示）。在运输过程中，混凝土将处于流动液体状态，如图1中标识为“A”的阴影区域所标识。混凝土将通常具有高流动性，以能够快速浇注，从而能够快速完成浇筑（placement）和修整（标识为“1”），并使人工费用保持最小化。因此，从浇筑阶段1的结束到凝固阶段2的开始，如图1中“B”处的阴影区域所标识的，可加工性的狭窄窗口（1和2之间）随时间（沿横轴指示）变化而快速地关闭。已知使用外加剂来控制混凝土凝固的起始。例如，美国专利公开号2017/本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于在水泥质组合物中实现未水化强度的方法，包括：/n（A）提供可凝固组合物，所述可凝固组合物包含可水化水泥质粘结剂、诸多集料和有效形成水化水泥质基质的量的水：/n（B）提供可聚合组分体系，所述可聚合组分体系包含（i）具有至少一个亲水性基团的烯属单体，（ii）至少一种交联剂单体；和（iii）双组分还原-氧化（“氧化还原”）体系的第一组分，以在所述水化水泥质基质内形成交联体系；/n（C）将所述可凝固组合物、所述可聚合组分体系和所述氧化还原体系的第二组分一起混合，使得所述氧化还原体系的第一组分和第二组分变得混合在一起，以活化所述可凝固组合物的水化水泥质基质内的可聚合组分体系的交联；以及/n（D）...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180829 US 62/7242821.用于在水泥质组合物中实现未水化强度的方法，包括：
（A）提供可凝固组合物，所述可凝固组合物包含可水化水泥质粘结剂、诸多集料和有效形成水化水泥质基质的量的水：
（B）提供可聚合组分体系，所述可聚合组分体系包含（i）具有至少一个亲水性基团的烯属单体，（ii）至少一种交联剂单体；和（iii）双组分还原-氧化（“氧化还原”）体系的第一组分，以在所述水化水泥质基质内形成交联体系；
（C）将所述可凝固组合物、所述可聚合组分体系和所述氧化还原体系的第二组分一起混合，使得所述氧化还原体系的第一组分和第二组分变得混合在一起，以活化所述可凝固组合物的水化水泥质基质内的可聚合组分体系的交联；以及
（D）使来自步骤C的混合物流过喷嘴，进入混凝土模板或模具中，或通过喷嘴并进入混凝土模板或模具中，由此在所述粘结剂凝固之前使所述可聚合组分体系在水化可凝固水泥质基质内经历聚合，并且增加所述可凝固组合物的抗压强度、弹性模量或抗压强度和弹性模量两者。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述可水化水泥质粘结剂包含普通波特兰水泥，和任选的至少一种补充性水泥质材料，所述补充性水泥质材料选自碳酸钙、粉煤灰、矿渣、硅灰、煅烧粘土、偏高岭土、石灰石及其混合物。


3.根据权利要求2所述的方法，其中使所述混凝土流入选自地板、立柱、壁或混凝土砌筑单元的模板或模具中。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述喷嘴是用于向基材喷射施加喷射混凝土的喷射混凝土喷嘴、用于将混凝土从泵搅拌器泵送至建筑工地上的施加点的软管末端处的喷嘴、或由处理器控制的用于打印由所述可凝固组合物制成的三维结构中的相继的附加层的喷嘴。


5.根据权利要求1所述的方法，其中所提供的具有至少一个亲水性基团的烯属单体具有选自以下的结构：
（i）CH^CR-CO-NR1R2；
（ii）CH2=CR-CO-OR3；
（iii）CH2=CR-O-R4；
（iv）CH2=CR-R5-O-R4或其混合物；以及
所提供的交联剂单体具有结构式Y'-X'-Y"，其中X'表示亚甲基、亚乙基、聚(乙二醇)或乙氧基化双酚A，并且Y'和Y"各自独立地由选自以下的结构式表示
（i）-CH=CR-CO-NR1R2；
（ii）-CH=CR-CO-OR3；
（iii）-CH=CR-O-R4；
（iv）-CH=CR-R5-O-R4或其混合物；
其中R表示氢或Ci-C4烷基或烯基；R1、R2和R3各自独立地表示氢或Ci-C4烷基、烯基、羟烷基、烷基磺酰基、烷基膦酰基、烷基磷酰基或羧烷基；R4表示Ci-C4烷基、烯基、羟烷基、烷基磺酰基、烷基膦酰基、烷基磷酰基或羧烷基；并且R5表示Ci-C4亚烷基或亚烯基。


6.根据权利要求1所述的方法，其中使用间歇搅拌器或连续搅拌器完成步骤A的可凝固组合物和步骤B的可聚合组分体系的混合，并且在将所述可凝固组合物与所述可聚合组分体系混合期间或之后，将步骤C的氧化还原体系的第二组分引入所述可凝固组合物中。


7.根据权利要求1所述的方法，其中具有至少一个亲水性基团的烯属单体是2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸（“AMPS”）单体，且交联剂单体是N,N'-亚甲基双(丙烯酰胺)（“双-AAm”），且AMPS:双-AAm的重量比为5:95至99.9:0.1。


8.根据权利要求1所述的方法，其中所述氧化还原对可包括过硫酸盐、过氧化氢、叔丁基过氧化物、对薄荷醇过氧化物、铁（III）、钴（III）、铜（II），还原剂...

【专利技术属性】
技术研发人员：全炳和，N·A·特雷格尔，E·布罗迪尔，E·彭斯，E·罗查，E·威尔逊，M·F·罗伯茨，
申请(专利权)人：GCP应用技术有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US