[发明专利]用于胶结组合物的稳定化的消泡剂

说明书

发明领域

本发明涉及在能水合的胶结材料中的空气控制，更具体地，涉及在含有水泥-分散剂的水溶液中使用胶态颗粒以稳定水分散性的消泡剂，所述含有水泥-分散剂的水溶液用于能水合的胶结组合物。

发明背景

已知一定量的夹带空气能够通过增加由冻融循环而导致劣化的阻力从而改善混凝土(脆性材料)的耐久性。然而，必须细心控制混凝土中夹带空气的性质和含量，因为过量的或不均匀间隔开的气泡能导致冻融耐久性和压缩强度的损失。加气剂如松香酸和阴离子表面活性剂，通常用于控制胶结混合物中气泡的尺寸和间距。

已知，减水性水泥分散掺合物尤其是所谓的“超塑化剂”，会在混凝土料浆中夹带过量的空气。使用空气释放剂(“消泡剂”)来解决这个问题。

具有高疏水性的消泡剂具有有限的水溶性，不容易被引入到在大多数情况下都包括减水掺合物成分的水溶液中。所述的疏水性趋于使得含水产品不稳定并促进组分分离。这就要求减水性水泥分散剂和消泡剂要持续搅拌以防止分离，或者要求它们分别存储在单独的罐中，仅在临使用前混合。

鉴于上述情况，在水泥和混凝土行业中需要一种新的引入消泡剂和水泥分散性减水剂的组合物和方法。

发明概述

为克服现有技术的缺点，本发明提供具有新颖性和创造性的添加剂组合物及方法，以控制胶结组合物中的空气，所述胶结组合物具有一种或多种减水性水泥分散剂。

在获得合适的气泡尺寸和间隔以改善冻融耐久性方面，本发明的优点包括改善添加剂(掺合物)制剂的贮存寿命以及保持一致的消泡剂质量。而且，在将其引入到水泥或混凝土之前，本发明避免了混合液体添加剂的需要。

本发明示例性的稳定的添加剂组合物包括：(a)至少一种水分散性的、具有聚氧化烯基团的消泡剂；(b)至少一种具有聚氧化乙烯基团、聚氧化丙烯基团或它们混合物的聚羧酸盐水泥分散剂(例如，减水剂)；和(c)具有8-150纳米平均尺寸且选自二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、氧化铈、氧化锆以及其混合物的胶态纳米颗粒。

本发明还提供使用上述组分的水泥组合物和改性水泥组合物的方法。本发明的一个示例性的水泥组合物，包括能水合的胶结粘合剂和上述组分(a)、(b)和(c)。

在下文中进一步详述本发明的其它的优点和特征。

示例性实施方案的详细描述

本发明提供了用于对能水合的胶结组合物如水泥和混凝土进行改性的添加剂组合物，以及胶结组合物和对所述组合物进行改性的方法。因此，本发明示例性的添加剂组合物，包括：(a)至少一种水分散性的、包含聚氧化烯的消泡剂；(b)至少一种具有聚氧化乙烯基团、聚氧化丙烯基团或它们混合物的聚羧酸盐水泥分散剂(例如，减水剂、超塑化剂)；和(c)具有8-150纳米平均尺寸且选自二氧化硅、氧化铝、氧化锌、氧化锡、氧化铈、氧化锆以及其混合物(其中最优选二氧化硅和氧化铝)的胶态纳米颗粒。

优选胶态纳米颗粒用于稳定含水环境中的至少一种可水分散的消泡剂，所述含水环境中存在至少一种聚羧酸盐水泥分散剂。

本文所用的术语“水泥”包括通过粉末化熟料所产生的能水合的水泥，所述熟料由水硬性硅酸钙和作为相互研磨添加剂的一种或多种形式的硫酸钙(例如石膏)构成。“砂浆”是与水及附加细集料(如砂)一起形成的水泥浆料；而“混凝土”是另外还包括粗集料(如碎石或砾石)的砂浆。术语“胶结的”是指包括或包含水泥(如波特兰水泥)的材料，或其它能够以粘结剂方式将细集料(如砂)、粗集料(如碎石)或其混合物粘结在一起的材料。通常，波特兰水泥与一种或多种其它补充胶结材料(“SCM”)相组合使用，并以混合物形式提供。SCM可包括石灰石、熟石灰、飞灰、粒化高炉矿渣和热解法二氧化硅或其它通常在这些水泥中所包括的材料。因此，胶结材料可包括0％-100％量的一种或多种SCM，更优选10％-60％的量，基于胶结材料的总的干重。