[发明专利]减少或避免凝固混凝土中碱-集料反应的方法

说明书

本发明涉及一种通过在其固化之前将有机硅化合物添加到混凝土物质中通过使混凝土整体疏水化来减少或避免固化混凝土中碱‑集料反应的方法。

技术领域

本发明涉及一种通过在其固化之前将有机硅化合物添加到混凝土组合物中从而使混凝土整体疏水化来减少或避免固化混凝土中碱-二氧化硅反应(alkali-silicareaction)的方法。

背景技术

混凝土由水泥、集料(aggregate)(自然洗涤或压碎的砾石、碎石和/或沙子)、水和混凝土添加剂的混合物组成。在下文中，词语集料将用作砾石、碎石和/或沙子的同义词。

术语碱-二氧化硅反应(alkali-silica reaction)(＝ASR)是指在混凝土结构或混凝土组件中的不利条件下可能发生的破坏性反应。特别是当混凝土部件与水和/或盐水溶液频繁接触时会发生这种情况。在这种情况下，与OH离子反应产生的凝胶在混凝土中存在的反应性集料(A)(例如，砾石或沙粒)的界面处和内部(孔)中形成。当水另外侵入时，然后凝胶溶胀并占据比未反应表面或集料(A)内部的原始体积更大的体积。这种膨胀通常会导致裂缝，然后导致混凝土部件的破坏。具有高碱含量或高含量无定形微观结构成分的集料(A)显示出特别关键的溶胀行为。

由ASR引起的膨胀可以通过合适的测试设置来测量。如果这超过某个值，则混凝土被称为ASR敏感混凝土。例如，如果将这种混凝土用于道路或高速公路的建设、机场的交通区域、隧道建设和管道，预计在未来10至20年内，碱-二氧化硅反应会造成极大破坏，并且在极端情况下甚至可能必须彻底更换路面。另一方面，在此测试设置中没有显示或仅显示相对较小膨胀的混凝土可用于道路建设。

原则上，因此可以通过在混凝土生产中选择正确的非反应性集料(即，通过选择正确的砾石、沙子等)来避免ASR。然而，一个问题是混凝土生产所需的集料并非在任何地方都以相同的品质可获得。如果它们具有过高的碱金属离子和/或结构的无定形成分的含量，则它们被视为反应性的并且存在ASR的风险。

在其中没有正确的、足够无反应等级的沙子和/或砾石可供使用的地区，它们有时必须从可能距离数百公里外的地区运输。鉴于在混凝土生产中使用了大量的沙子和砾石，由于相关的能源消耗、环境污染以及最后但同样重要的相关成本，这种运输需求代表迄今为止尚未解决的问题。

发明内容

本发明的一个目的是使使用一些类型的沙子和/或砾石成为可能，其在其他方面不能用于受碱-二氧化硅反应影响的应用，例如道路和高速公路建设。本发明提供了一种减少或避免固化混凝土中碱-二氧化硅反应(＝ASR)的方法，其中产生、加工和随后固化混凝土混合物，其特征在于所述混凝土混合物含有

(A)碱敏感集料和

(B)至少一种有机硅化合物，

其中(B)选自

至少一种式(1)的硅烷(B1)

R_aR¹Si(OR²)_3-a  (1)，

其中

R是具有1至3个碳原子的一价SiC键合烃基团，

R¹是具有4至22个碳原子的一价SiC键合烃基团，

基团R²可以相同或不同并且各自是氢原子或一价烃基团并且

a是0或1，

和/或至少一种含有式(2)的单元的硅氧烷(B2)

R³_b(R⁴O)_cR⁵_dSiO_(4-b-c-d)/2  (2)，