[发明专利]耐热磷酸盐水泥

说明书

交叉引用相关申请

本申请要求2008年10月7日提交的U.S.临时申请系列号61/103,263的优先权，该申请全文引入以供参考。

技术领域

本发明一般地涉及一种磷酸盐水泥组合物，尤其涉及一种固化快速、耐热耐火的磷酸盐水泥组合物。

背景技术

胶凝材料广泛地在建筑工业中使用，例如道路、桥、池、墙、隧道及其他暴露于自然中并需要维持强度的结构中。波特兰水泥是传统选择的水泥。它一般地是一种水、生石灰和二氧化硅的混合物。它生产便宜、易于处理。然而波特兰水泥存在几个缺点。原料经常品质不一致。波特兰水泥虽然适于倾注和涂抹，然而其经常是高粘度的，如果期望泵送或喷雾的话这是一个主要的缺点。波特兰水泥的固化速度也很缓慢。

由于许多应用要求快速固化且没有对强度或其他物理性能有不利的影响，需要快速固化的水泥组合物。之前的努力提供这样的快速固化水泥的例子是U.S.专利No.3,879,209、3,960,580、5,002,610和6,136,088。然而，仍然需要一种可快速固化和不会对如化学稳定性、强度、腐蚀等物理性能产生不利影响的水泥组合物。

可以代替波特兰水泥的是磷酸盐水泥。磷酸盐水泥典型地包括例如磷酸或碱土金属磷酸盐(例如磷酸镁)等酸性组分、例如氧化镁等碱性组分。磷酸盐水泥趋向于快速固化，并且具有优秀的化学稳定性和抗压强度。

发明内容

本申请提供了一种具有优秀的耐火耐热性的磷酸盐水泥组合物。该磷酸盐水泥组合物包括约10至40重量％的氧化钙或氧化镁、约10至40重量％的酸式磷酸盐和约10至50重量％的粒状材料，其加热膨胀，例如蛭石或珍珠岩。在另一实施方案中，包括15至45重量％的硅灰石。

具体实施方式

根据其他所述的实施方案，现在将更详细地描述本发明的上述及其他方面。其应当被认为是本发明可以以不同的形式实施而且不应该被看作是限制于在此阐明的实施方案。相反，提供这些实施方案是为了彻底的和完全的公开，并且向本领域技术人员完全地传达本发明的范围。

用于此处的发明简要说明中的术语是仅仅出于描述特别的实施方案的目的，不是意于限制本发明。在本发明的实施方案的描述和所附的权利要求中使用的单数形式的“一个”、“一种”和“该”也意指复数形式，除非上下文清楚地指出。还有，此处使用的“和/或”意指和包括任何和所有可能的一个或多个相关的列出项目的综合。此外，当在此使用的术语“约”涉及一种例如化合物量、剂量、时间、温度等可测值时，意味着包括20％、10％、5％、1％、0.5％乃至0.1％的规定量的变化。除非另有定义，本说明书中使用的全部术语，包括技术和科学名词，具有和本发明所属领域的本领域技术人员的通常理解相同的意思。

本发明的磷酸盐水泥组合物具有短的固化时间，是可喷雾的和可倾注的，是水气阻挡物，同波特兰水泥相比具有高抗压强度和抗弯强度，抗盐类腐蚀和可承受超过2000℉的温度而对例如抗压强度等物理性能没有不利影响。

该组合物包括氧化钙或氧化镁、酸式磷酸盐和受热膨胀的粒状材料，如蛭石或珍珠岩。在一实施方案中，该组合物包括约10至40重量％的氧化钙或氧化镁，约10至40重量％的酸式磷酸盐和约10至50重量％的蛭石或珍珠岩。取决于期望的流动性，以每100磅干混料使用20至50磅的组合物(水)将上述物质的混合物制成浆料。可选地可在组合物中加入硅灰石。如果使用硅灰石、蛭石和/或珍珠岩按重量计以2∶1至5∶1的范围加入。

可任选加入多种粒状组成成分。粒状组成成分的例子包括砂、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、ZrO₂、Cr₂O₃、滑石、云母、高岭土、粉煤灰(fly ash)、偏高岭土、白云石、铬矿砂(chromium ore)、渣块(clinker)、纤维素、硅石(silica)和废渣。可使用这些物质的混合物或掺合物。粒度一般是0.5至300μm。一般地该组合物具有0至25重量％的一种或多种的这些组成成分。也可包括例如聚丙烯、聚酯、聚芳酰胺、聚酰胺、聚乙烯醇、玻璃纤维、钢和碳的增强纤维，以提供一种制备的增强制品。