[发明专利]具有改进的耐湿性的无宏缺陷的水泥

说明书

水泥组合物可以包括聚乙烯醇、高氧化铝水泥、水、金属活性助剂、过氧化物交联引发剂和有机酸阻燃剂。可以通过制备具有大于或等于约85％的皂化PVAA的皂化聚乙烯醇乙酸酯(PVAA)和水的水凝胶预聚物共混物，利用高剪切混合方法将所述水凝胶预聚物共混物与高氧化铝水泥(HAC)混合，在金属活性助剂和过氧化物交联引发剂中混合，在有机酸阻燃剂中混合，并在约5MPa压力和约90℃下热压所述混合物约30分钟，由所述水泥组合物制得模制制品。

技术领域

本公开一般涉及无宏缺陷(MDF)水泥组合物，并且更具体地涉及具有耐湿性的MDF水泥组合物。

背景技术

道路、人行道、桥、建筑物、水管、储存器以及其它基础设施和结构部件通常由水泥混合物例如混凝土制成。混凝土包括水泥等，例如各种骨料和浆料。骨料包括小型材料，例如沙子、砾石或碎石。通常，将骨料保持在一起的浆料是水和波特兰水泥。波特兰水泥是最流行类型的水泥的通用术语。水泥通常占混凝土总质量的10％至15％。波特兰水泥是一种水硬性水泥，这意味着当加入水时，开始化学反应，导致水泥硬化和固化，将骨料保持在岩石状的混凝土中。在使混凝土硬化前，将混凝土混合物倒入模具中，使其硬化成所需的形状。波特兰水泥通常由钙质材料(通常为石灰石或其它基于碳酸钙的材料)和泥质材料(通常为含有大量粘土样组分的硅质和铝质矿物质)的组合制成。将各种化学物质加入混凝土中用作增塑剂、促进剂、延迟剂、分散剂和减水剂。称为外加剂的这些添加剂可用于提高混凝土混合物的可加工性、混凝土的强度、混凝土硬化和达到全强度所需的时间以及其它所需的性能。必须仔细地控制和测量进入混凝土的各种原料的比例以获得具有所需特征的成品。

正在开发高强度水泥基材料(例如无宏缺陷(MDF)水泥)以用于传统水泥和混凝土技术无法实现的许多应用。MDF是指不存在相对较大的空隙或缺陷，其因为夹带的空气、不充分的分散性以及当水浸入水泥颗粒和骨料并留下空隙所形成的孔隙率而通常存在于传统混合水泥浆料中。这种空隙和缺陷限制了传统波特兰水泥的强度。MDF水泥是一种聚合物-水泥复合材料。聚合物和水泥协同作用产生具有不同特征的独特微结构。MDF水泥的水泥复合材料的基础聚合物是可溶于水的聚合物，例如聚乙烯醇。高剪切混合和热压模制方法通常在生产期间应用于混合物。MDF水泥的特征在于非常高的挠曲强度和高弹性模量。也称为断裂模量、弯曲强度或断裂强度的挠曲强度是材料抵抗负载变形能力的机械参数。弹性模量是测量物体或物质在施加力时耐弹性变形性的数值。MDF水泥的相对高的挠曲强度和高弹性模量被认为是消除了在混合期间被夹带的空气引起的典型水泥复合材料中的大部分空隙，以及消除了当在水泥水合期间脱水时所形成的大部分孔和毛细管的结果。

虽然MDF水泥材料具有良好前景的机械特性，但是由于耐水性差，尚未成功商业化。甚至在初始固化反应后，水溶性聚乙烯醇基聚合物仍然是亲水性的，随后的吸水将强度和模量降低到其原始值的一半以下。许多研究者已经探讨了对MDF水泥混合物和涂层或表面处理的化学改性以使材料的亲水性降低。

欧洲专利EP0585998B1公开了一种通过模制物品的碳酸化改进耐湿性的方法。碳酸化方法需要将物品浸入二氧化碳气体鼓泡的水浴中。这种类型的方法可能确实使物品的表面不易降解，但不会对厚物品提供长期的耐水性。

所公开的水泥组合物旨在克服上述问题中的一个或多个以及现有技术的其它问题。

发明内容

在一个方面中，本公开涉及一种水泥组合物。水泥组合物可以包括聚乙烯醇、高氧化铝水泥、水、金属活性助剂和过氧化物交联引发剂。

在另一个方面中，本公开涉及由无宏缺陷(MDF)的水泥质组合物制成的模制制品。MDF水泥组合物可以包括聚乙烯醇、高铝水泥、水、金属助剂和过氧化物交联引发剂。