CN1195698C - 建筑材料 - Google Patents
建筑材料 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1195698C CN1195698C CNB018114865A CN01811486A CN1195698C CN 1195698 C CN1195698 C CN 1195698C CN B018114865 A CNB018114865 A CN B018114865A CN 01811486 A CN01811486 A CN 01811486A CN 1195698 C CN1195698 C CN 1195698C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- construction
- aluminium
- modification
- silicon sol
- colloid silica
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000004035 construction material Substances 0.000 title abstract 2
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical class O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 93
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 49
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 21
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 10
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 45
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 45
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 45
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 41
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 40
- 238000012986 modification Methods 0.000 claims description 32
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims description 24
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical class O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 24
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 23
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 claims description 22
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 claims description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 20
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 12
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000007859 condensation product Substances 0.000 claims description 5
- CBYZIWCZNMOEAV-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;naphthalene Chemical class O=C.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 CBYZIWCZNMOEAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000004902 Softening Agent Substances 0.000 claims description 3
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 claims description 3
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 16
- 239000004567 concrete Substances 0.000 description 15
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 description 13
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 8
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 101100203596 Caenorhabditis elegans sol-1 gene Proteins 0.000 description 6
- 229960001866 silicon dioxide Drugs 0.000 description 6
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 4
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- -1 aluminate ion Chemical class 0.000 description 3
- 230000000740 bleeding effect Effects 0.000 description 3
- 239000011440 grout Substances 0.000 description 3
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 2
- 239000011376 self-consolidating concrete Substances 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920000877 Melamine resin Polymers 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 1
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N aluminum;sodium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Na+].[Al+3] ANBBXQWFNXMHLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- FGZBFIYFJUAETR-UHFFFAOYSA-N calcium;magnesium;silicate Chemical compound [Mg+2].[Ca+2].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] FGZBFIYFJUAETR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000003178 carboxy group Chemical group [H]OC(*)=O 0.000 description 1
- 125000002091 cationic group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 1
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000004945 emulsification Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;1,3,5-triazine-2,4,6-triamine Chemical compound O=C.NC1=NC(N)=NC(N)=N1 IVJISJACKSSFGE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 239000003456 ion exchange resin Substances 0.000 description 1
- 229920003303 ion-exchange polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004816 latex Substances 0.000 description 1
- 229920000126 latex Polymers 0.000 description 1
- 239000003129 oil well Substances 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N potassium;oxido(oxo)alumane Chemical compound [K+].[O-][Al]=O KVOIJEARBNBHHP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910001388 sodium aluminate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 1
- 238000006277 sulfonation reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B33/00—Silicon; Compounds thereof
- C01B33/113—Silicon oxides; Hydrates thereof
- C01B33/12—Silica; Hydrates thereof, e.g. lepidoic silicic acid
- C01B33/14—Colloidal silica, e.g. dispersions, gels, sols
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B12/00—Cements not provided for in groups C04B7/00 - C04B11/00
- C04B12/04—Alkali metal or ammonium silicate cements ; Alkyl silicate cements; Silica sol cements; Soluble silicate cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
- C04B14/062—Microsilica, e.g. colloïdal silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/60—Agents for protection against chemical, physical or biological attack
- C04B2103/606—Agents for neutralising Ca(OH)2 liberated during cement hardening
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
本发明涉及含有水硬性胶结剂、水和铝-改性胶体二氧化硅的建筑材料。本发明也涉及制备这种材料的方法及其用途。
Description
本发明涉及到适于建筑例如道路、桥梁、隧道和建筑物的建筑材料。本发明也涉及制备这种材料的方法及其用途。
发明背景
由US5932000，建筑材料和制备这种包含适于建造桥梁、道路、隧道、建筑物、海上构筑物的混凝土组合物的材料的方法是已知技术，其中公开了由水硬性胶结剂、骨料、水和胶体二氧化硅制备混凝土的方法。
US5149370公开了包括适用于油井用途的含水胶体硅酸的水泥浆。
提供新的适于产生更强于迄今生产的材料的建筑材料的组合物是本领域希望的。提供含有能引起生产成本降低的较低量的添加剂也是希望的。此外，制备例如在混凝土混合物凝固之前的时期内能保持它们的高和易性的混凝土混合物是希望的。
本发明用于解决以上介绍的问题。
本发明
本发明涉及含有水硬性胶结剂、水和铝-改性的胶体二氧化硅的建筑材料。
已经令人惊奇地发现含有所述组分的建筑材料增加了该建筑材料的早期强度以及长期强度。此外，已经发现含有铝-改性胶体二氧化硅的建筑材料保持高和稳定的和易性。
术语“建筑材料”意指材料，尤其是并未凝固的适用于以下建筑的，例如道路、隧道、桥梁、建筑物、混凝土管、固井、地下建筑和其它胶结灌浆以及如码头、桥墩和防波堤的海上构筑物。
术语“铝-改性的二氧化硅”意指任何形式的铝-改性的胶体二氧化硅，这里胶体二氧化硅可以是，例如，硅溶胶、沉淀的二氧化硅、硅胶、汽相法二氧化硅、硅烟灰(fume)或其混合物。即使铝-改性的硅溶胶是优选的、和在下面仅仅详细讨论的形式，其它的形式可以代替或与铝-改性硅溶胶混合作为建筑材料中的添加剂。
铝-改性的硅溶胶，有时也称为铝酸盐或铝-改性的硅溶胶，可通过搅拌下向常规未改性硅溶胶加入适当量的铝酸根离子Al(OH)4 -制备。铝酸根离子溶液适合是稀释的铝酸钠或铝酸钾溶液。二氧化硅颗粒适合具有约0.05至约2的Al原子/nm2的二氧化硅颗粒表面积，优选约0.1至约2Al原子/nm2。铝-改性的二氧化硅颗粒含有嵌入或交换的铝酸根离子，产生具有固定的负表面电荷的硅铝酸盐位点。与常规的未改性硅溶胶相比，铝-改性的二氧化硅颗粒保持高的负表面电荷直到pH3，其中当pH减少时，通常降至约pH 2，负表面电荷减少，它是未改性硅溶胶的零电荷点。因此，在pH低于约8时对于未改性硅溶胶表面电荷因此低于铝-改性的硅溶胶。可以适当地调节铝-改性的硅溶胶的pH，优选通过离子交换树酯，至约3至约11的pH范围，优选约4至约10。其后浓缩铝-改性的硅溶胶以得到约1至约60wt％的二氧化硅含量，优选约5至约50wt％。这种铝-改性的二氧化硅颗粒合适地具有约0.05至约3wt％的Al2O3含量，优选约0.1至约2wt％，更优选约0.1至约1wt％。铝-改性的二氧化硅直径是约2至约200nm，优选约3nm至约100nm。例如，ller，K.Ralph的“The Chemistry of Silica”，John Wiley & Sons(1979)，407-409页，和US5368833进一步公开了制备铝-改性的硅溶胶的步骤。
关于这一点，铝-改性的胶体二氧化硅也意指包括胶体二氧化硅的反应产物，它已经与位于建筑材料或形成如硅酸钙水合凝胶的建筑材料混合物中的水硬性胶结剂或其它成分发生化学反应。
铝-改性的二氧化硅颗粒适于分散在水或其它溶剂中，例如有机溶剂，如醇，或者水和有机溶剂的混合物。铝-改性的二氧化硅颗粒适于由阳离子稳定，例如K+、Na+、Li+、NH4 +或其混合物。
铝-改性硅溶胶的比表面积适合是大约10至大约1200m2/g，优选大约30至大约1000m2/g，最优选大约60至大约900m2/g。
组成建筑材料的组分的混合物是对水/水硬性胶结剂比敏感的物质。如果含有太多的水，这会使得组合物不稳定，导致泌浆和离析。通过加入铝-改性硅溶胶，避免这样的效应，同时，与含未改性硅溶胶的组合物相比，获得具有高早期强度和长期强度的材料。
铝-改性胶体二氧化硅颗粒不同于氧化铝包覆的二氧化硅颗粒，该颗粒中颗粒的二氧化硅表面由氧化铝层包覆(涂覆)，导致颗粒显示与铝颗粒一样的性能。氧化铝颗粒和氧化铝包覆的二氧化硅颗粒都具有例如正表面电荷。
水硬性胶结剂可以是，例如，水泥，如普通硅酸盐水泥(OPC)，或者混合水泥如US6008275所述。
组成建筑材料的组分，即水硬性胶结剂、铝-改性胶体二氧化硅和水适于具有如下的重量比：水硬性胶结剂(干重)∶铝-改性胶体二氧化硅(干重)大约为1∶0.0005至1∶0.2，优选大约1∶0.001至约1∶0.1。水硬性胶结剂(干重)∶水的重量比适合是约1∶0.22至约1∶4，优选大约1∶0.25至1∶2.5。
按照优选的实施方案，骨料可以包括在建筑材料中。术语“骨料”意指如石头、沙砾和沙子，以及其它优选的无机材料，它们适于具有约0.01至约100mm的平均粒子直径，优选大约0.125至大约100mm。以水硬性胶结剂的重量计，建筑材料中适合包含的骨料是大约100至大约1000wt％。骨料有助于建筑材料的更高强度，并且使生产成本低。
优选地，建筑材料中可包含细的填料，以骨料重量计适当的范围是大约0.1至大约40wt％。细填料的加入有助于密度更高和更稳定的组合物。
术语“细填料”意指最大直径125μm的颗粒。适合的细填料包括石灰石、沙子、玻璃、粉煤灰和其它无机材料，例如硅酸钙镁。使用的细填料的类型取决于用途。在瑞典自密实混凝土(SCC)中，通常采用石灰石，而在德国SCC和美国住宅混凝土中，通常采用粉煤灰，至于瑞典高强度混凝土(HSC)，通常包括作为细填料的沙子。
优选地，细填料∶骨料的重量比是约0.001∶1至约0.4∶1，优选大约0.015∶1至约0.3∶1。
按照优选的实施方案，建筑材料包括增塑剂和/或超增塑剂，例如磺化萘甲醛缩合物，磺化蜜胺甲醛缩合物，多羧酸盐或其混合物，优选多羧酸盐和/或磺化萘甲醛缩合物。用于固井用途的建筑材料时，磺化萘甲醛缩合物是特别优选的，由于这些超增塑剂对于井中产生的高温不敏感。
术语“多羧酸盐”这里意指包括含有在其上面具有连接的羧基的骨架的一组聚合物化合物。多羧酸盐分子量适合是大约1000至大约2000000g/摩尔，优选大约2000至大约1000000g/摩尔。骨架也可包括其它相连的基团，例如聚丙烯酸或聚醚链。骨架的分子量适合是大约1000至大约100000g/摩尔，优选大约5000至大约20000g/摩尔。例如，US6008275进一步描述了适合的多羧酸盐。
其它的添加剂也可包含于建筑材料中，例如，缓凝剂、引气剂、促凝剂、乳化乳胶、疏水剂、收缩减水剂、腐蚀抑制剂等。以水硬性胶结剂的重量为基准，这些添加剂的剂量适合是约0.1至约10wt％(干重)。
本发明也涉及包括水硬性胶结剂、铝-改性硅溶胶和水的反应产物的建筑材料。
本发明进一步涉及制备建筑材料的方法，包括混合水硬性胶结剂、水和铝-改性的胶体二氧化硅，优选铝-改性的硅溶胶。
这些组分可以以任何顺序添加。优选地，在已经混合其它组分之后加入铝-改性的胶体二氧化硅。组分之间混合的适当重量比如上所述。
本发明进一步涉及如上所述的建筑材料在建筑中的用途，例如道路、隧道、桥梁、如住宅和商业混凝土建筑的建筑物、混凝土管、固井、包括胶结灌浆、采矿用途的地下粘结工程和海上构筑物。
如此介绍本发明，很明显同样的事可以以许多方式改变。这样的变化并不认为是背离本发明的要点的范围，所有这样的对于本领域的熟练人员明显的修正包括在权利要求的范围内。下列实施例进一步说明介绍的发明如何实施，并不是限制它的范围。
实施例1-3使用的下列硅溶胶如下所示。所有二氧化硅(SiO2)和氧化铝(Al2O3)含量的重量百分比以整个硅溶胶产品的重量为基准。
硅溶胶1：Al-改性硅溶胶，比表面积850m2/g，SiO2含量：7.7wt％，Al2O3含量：0.33wt％。
硅溶胶2：未改性硅溶胶，比表面积900m2/g，SiO2含量：10wt％。
硅溶胶3：未改性硅溶胶，比表面积750m2/g，SiO2含量：15wt％。
硅溶胶4：Al-改性硅溶胶，比表面积80m2/g，SiO2含量：47wt％，Al2O3含量：0.25wt％。
硅溶胶5：未改性硅溶胶，比表面积80m2/g，SiO2含量：50wt％。
硅溶胶6：Al-改性硅溶胶，比表面积220m2/g，SiO2含量：30wt％，Al2O3含量：0.2wt％。
硅溶胶7：未改性硅溶胶，比表面积220m2/g，SiO2含量：30wt％。
硅溶胶的比表面积由Sear方法测定，如ller，K.Ralph的“TheChemistry of Silica”(1979)，p.203-206，353-354所述。
实施例1
在以下样品1-6的制备中，向II级水泥(Bygg Cement-SkvdeCEM II/A-L42.R)以如表1显示的量加入铝-改性或未改性硅溶胶和超增塑剂(Glenium 51)。向其中加入200kg水，120kg细填料(石灰石)，骨料和超增塑剂(Glenium 51)(参见表1)。加入骨料，这样水泥、石灰石和骨料的总重成为2140kg/m3。
通过测量初始铺展(initial spread)评估制备样品的和易性。通过在具有确定圆锥直径的坍落度筒中放置新混合的混凝土组合物测量初始铺展，该度筒随后颠倒，这样以致于物质由度筒移去后开始流出(根据标准试验方法ASTM C143)。高铺展表示高和易性，它确保这种混凝土泥料能够在其凝固的位置上流动。高的和易性也确保这种混凝土料可贮藏一段时间，不会损失它刚刚制备完时具有的流动性。
表1
| 样品序号 | 组合物/每立方米混凝土 | 每m3混凝土所用起增塑剂(Glenium 51) | 坍落铺展(mm) | 强度Mpa1天 28天 | |
| 1 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶1(Al-改性硅溶胶) | 4.3kg | 660 | 11.7 | 39.8 |
| 2 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶2 | 4.1kg | 670 | 9.6 | 36.1 |
| 3 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶4(Al-改性硅溶胶) | 4.1kg | 700 | 8.2 | |
| 4 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶5 | 4.1kg | 680 | 7.6 | |
| 5 | 240kg水泥120kg细填料4.8kg硅溶胶3 | 3.4kg | 660 | 7.1 | 28.1 |
| 6 | 240kg水泥120kg细填料4.8kg硅溶胶1(Al-改性硅溶胶) | 3.6kg | 670 | 8.0 | 30.3 |
回到表1，可得出如下结论，与含有未改性硅溶胶的样品2相比，含有铝-改性硅溶胶的样品1具有更高的早期强度(24小时之后)和长期强度(28天之后)，即使样品1的二氧化硅含量略微低于样品2。
同样地，含有铝-改性硅溶胶的样品3，显示高于含有未改性硅溶胶的样品4的早期强度(这两种样品具有基本上相同的二氧化硅含量)。样品6，含有铝-改性硅溶胶，显示高于样品5的早期强度和长期强度，即使样品5的二氧化硅含量低于样品6。
实施例2
在以下样品1-6的制备中，向II级水泥(Bygg Cement-SkvdeCEM II/A-L42.R)加入铝-改性或未改性硅溶胶。向其中加入200kg水，120kg细填料(石灰石)，骨料和超增塑剂(Glenium 51)(参见表2)。加入骨料，这样水泥、石灰石和骨料的总重成为2140kg/m3。以表2所示的量加入超增塑剂和硅溶胶。通过测量初始铺展评估制备样品的和易性(参见实施例1)。90分钟之后亦测量铺展(坍落铺展)。同样计算和易性的损失，即，初始铺展和90分钟之后铺展的差异。坍落铺展越高，即在初始铺展测量之后铺展90分钟，和易性损失越低。
表2
| 样品序号 | 组合物 | 每m3混凝土的超增塑剂(Glenium 51) | 坍落铺展(mm)开始 90分钟后 | 和易性损失(mm) | |
| 1 | 240kg水泥120kg细填料4.8kg硅溶胶1(Al-改性硅溶胶) | 3.6kg | 720 | 580 | 140 |
| 2 | 240kg水泥120kg细填料4.8kg硅溶胶2 | 3.6kg | 750 | 520 | 230 |
| 3 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶7 | 4.1kg | 670 | 440 | 230 |
| 4 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶6(Al-改性硅溶胶) | 4.1kg | 690 | 550 | 140 |
| 5 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶4(Al-改性硅溶胶) | 4.1kg | 710 | 640 | 70 |
| 6 | 270kg水泥120kg细填料5.4kg硅溶胶5 | 4.1kg | 720 | 610 | 110 |
表2可见，含有铝-改性硅溶胶的样品1，显示比样品2更低的和易性损失(样品1稍微具有较低的二氧化硅含量)。进一步观察到含有铝-改性硅溶胶的样品4，具有低于样品3的和易性损失(样品3和4具有相同的二氧化硅含量)。进一步观察到含有铝-改性硅溶胶的样品5具有低于样品6的和易性损失，即使样品5的二氧化硅含量稍低。通常，由所得的结果，人们能够推断对于含有铝-改性硅溶胶的样品，和易性的损失仅仅约是含未改性硅溶胶的样品的百分之60。
实施例3
为了评估或者含铝-改性硅溶胶或者含未改性硅溶胶的水泥浆的流动性，由I级水泥(Anlggningscement Degerhamn CEM I42，5BV/SR/LA)制备4种泥浆。泥浆具有0.35的水/水泥重量比，以水泥重量为基准，向泥浆中加入2wt％的硅溶胶和1wt％的超增塑剂(30wt％磺化萘甲醛缩合物溶液)。
柔和地搅拌混合泥浆。接着通过ConTec Viscometer Model 4(BML粘度计)分别于15、30、60和90分钟之后评估屈服值和塑性粘度(泥浆流变学的度量)。屈服值是使如水泥浆移动所需力的度量。
表3
| 样品序号 | 用于泥浆的硅溶胶 | 以帕斯卡计的屈服值(Pa) | |||
| 15分钟 | 30分钟 | 60分钟 | 90分钟 | ||
| 1 | 硅溶胶1(铝-改性二氧化硅) | 35.0 | 60.6 | 93.1 | 118.0 |
| 2 | 硅溶胶2 | 45.0 | 69.2 | 99.0 | 121.0 |
| 3 | 硅溶胶4(铝-改性二氧化硅) | 31.4 | 48.0 | 74.3 | 95.9 |
| 4 | 硅溶胶5 | 37.4 | 54.6 | 80.4 | 99.9 |
比较表3的样品，含有铝-改性硅溶胶的样品1和4的屈服值，略低于样品2和3。泥浆应该具有最小的屈服值，以获得基本上零自由水(无泌浆)。
表4
| 样品序号 | 用于泥浆的硅溶胶 | 以帕斯卡秒计的塑性粘度(Pas) | |||
| 15分钟 | 30分钟 | 60分钟 | 90分钟 | ||
| 1 | 硅溶胶1(铝-改性二氧化硅) | 0.40 | 0.97 | 1.93 | 2.60 |
| 2 | 硅溶胶2 | 0.60 | 1.46 | 2.66 | 3.38 |
| 3 | 硅溶胶4(铝-改性二氧化硅) | 0.53 | 0.79 | 1.28 | 1.48 |
| 4 | 硅溶胶5 | 0.52 | 0.83 | 1.44 | 1.78 |
表4显示在含有铝-改性硅溶胶和未改性硅溶胶的样品之间，塑性粘度有很大差异。当比较二氧化硅含量基本上相同的样品1和2时，观察到样品1(含有铝-改性硅溶胶)具有低于样品2的塑性粘度。也可观察到样品3(含有铝-改性硅溶胶)具有低于样品4(样品3和4具有基本上相同的硅含量)的塑性粘度。具有良好流动性和基本上零游离水的泥浆，即不易于泌浆，是极有益的，尤其在固井中。低塑性粘度意味着良好的流动性，良好的渗透和结合性。
Claims (16)
1.包括水硬性胶结剂、水和铝-改性胶体二氧化硅的建筑材料。
2.如权利要求1的建筑材料，其中胶体二氧化硅是铝-改性的硅溶胶。
3.如权利要求1-2的任何一项所要求的建筑材料，其中水硬性胶结剂和铝-改性胶体二氧化硅的重量比是1∶0.0005至1∶0.2。
4.如权利要求1的建筑材料，其中水硬性胶结剂和水的重量比是1∶0.22至1∶4。
5.如权利要求1的建筑材料，其中水硬性胶结剂是水泥。
6.如权利要求1的建筑材料，其中建筑材料包括骨料。
7.如权利要求1的建筑材料，其中建筑材料包括一种细填料。
8.如权利要求6或7的建筑材料，其中细填料和骨料之间的重量比是0.001至0.4。
9.如权利要求1的建筑材料，其中胶体二氧化硅具有0.05至3wt％的Al2O3含量。
10.如权利要求1的建筑材料，进一步包括增塑剂和/或超增塑剂。
11.按照权利要求10的建筑材料，其中超增塑剂是多羧酸盐和/或磺化萘甲醛缩合物。
12.建筑材料，其中该材料包括水硬性胶结剂、水和铝-改性胶体二氧化硅的反应产物。
13.制备如权利要求1-10的任何一项所要求的建筑材料的方法，包括混合水硬性胶结剂、水和铝-改性胶体二氧化硅。
14.如权利要求13所要求的方法，其中胶体二氧化硅是铝-改性硅溶胶。
15.如权利要求13-14任何一项所要求的方法，其中铝-改性胶体二氧化硅在已经混合其它成分之后加入。
16.如权利要求1-12的任何一项所定义的建筑材料在道路、隧道、桥梁、建筑物、混合土管、固井、地下粘接、海上构筑物以及采矿应用中的用途。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US21351700P | 2000-06-22 | 2000-06-22 | |
| EP00850116.5 | 2000-06-22 | ||
| EP00850116 | 2000-06-22 | ||
| US60/213,517 | 2000-06-22 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN1437567A CN1437567A (zh) | 2003-08-20 |
| CN1195698C true CN1195698C (zh) | 2005-04-06 |
Family
ID=32523995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNB018114865A Expired - Fee Related CN1195698C (zh) | 2000-06-22 | 2001-03-28 | 建筑材料 |
Country Status (16)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1292547B1 (zh) |
| JP (1) | JP4146719B2 (zh) |
| KR (2) | KR100502205B1 (zh) |
| CN (1) | CN1195698C (zh) |
| AR (2) | AR035033A1 (zh) |
| AT (1) | ATE312062T1 (zh) |
| AU (2) | AU4298801A (zh) |
| BR (1) | BR0111774B1 (zh) |
| CA (1) | CA2412949C (zh) |
| DE (1) | DE60115642T2 (zh) |
| DK (1) | DK1292547T3 (zh) |
| ES (1) | ES2254381T3 (zh) |
| MX (1) | MXPA02012245A (zh) |
| NZ (1) | NZ523239A (zh) |
| WO (1) | WO2001098227A1 (zh) |
| ZA (2) | ZA200209961B (zh) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ITMI20031983A1 (it) * | 2003-10-14 | 2005-04-15 | Mapei Spa | Acceleranti per leganti idraulici |
| DE102006049524A1 (de) * | 2006-10-20 | 2008-04-24 | Evonik Degussa Gmbh | Wässrige Dispersionen gefällter Kieselsäuren und Silikate zur Steigerung der Frühfestigkeit in zementartigen Zubereitungen |
| FR2989082B1 (fr) | 2012-04-05 | 2015-03-13 | Chryso | Adjuvant pour compositions hydrauliques |
| EP3762345A4 (en) * | 2018-03-09 | 2022-01-26 | Dustin A. Hartman | NEW COMPOSITIONS TO IMPROVE CONCRETE PERFORMANCE |
| CN112714755B (zh) | 2018-09-18 | 2023-02-17 | 日产化学株式会社 | 固井组合物用二氧化硅系添加剂、固井组合物及固井方法 |
| WO2020217967A1 (ja) | 2019-04-25 | 2020-10-29 | 日産化学株式会社 | 坑井用セメントスラリー用添加剤とその保管方法、坑井用セメントスラリー、及び坑井用セメンチング工法 |
| EP3744683A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-12-02 | Nouryon Chemicals International B.V. | Porous silica particles |
| EP3744684A1 (en) | 2019-05-29 | 2020-12-02 | Nouryon Chemicals International B.V. | Porous silica particles |
| WO2023182180A1 (ja) * | 2022-03-23 | 2023-09-28 | 日産化学株式会社 | アルミニウム原子を含有するシリカ粒子を含むセメンチング組成物及びセメンチング方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1652316A1 (ru) * | 1989-02-09 | 1991-05-30 | Внуковский Завод Огнеупорных Изделий | Огнеупорна масса |
| SE500387C2 (sv) * | 1989-11-09 | 1994-06-13 | Eka Nobel Ab | Silikasoler, förfarande för framställning av silikasoler samt användning av solerna i pappersframställning |
| SE469893B (sv) * | 1991-09-20 | 1993-10-04 | Eka Nobel Ab | Sätt att behandla en yta av karbonatbaserat material, silikasol för behandling av materialet, sätt att framställa silikasolen samt med silikasolen behandlat material |
| US5932000A (en) * | 1996-09-19 | 1999-08-03 | Eka Chemicals Ab | Method for preparation of a hardening composition |
-
2001
- 2001-03-28 AU AU4298801A patent/AU4298801A/xx active Pending
- 2001-03-28 DK DK01916049T patent/DK1292547T3/da active
- 2001-03-28 BR BRPI0111774-2A patent/BR0111774B1/pt not_active IP Right Cessation
- 2001-03-28 MX MXPA02012245A patent/MXPA02012245A/es active IP Right Grant
- 2001-03-28 DE DE60115642T patent/DE60115642T2/de not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-28 EP EP01916049A patent/EP1292547B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-28 CA CA002412949A patent/CA2412949C/en not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-28 ES ES01916049T patent/ES2254381T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2001-03-28 AU AU2001242988A patent/AU2001242988B2/en not_active Ceased
- 2001-03-28 AT AT01916049T patent/ATE312062T1/de active
- 2001-03-28 WO PCT/SE2001/000682 patent/WO2001098227A1/en active IP Right Grant
- 2001-03-28 CN CNB018114865A patent/CN1195698C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-28 NZ NZ523239A patent/NZ523239A/en not_active IP Right Cessation
- 2001-03-28 KR KR10-2002-7016852A patent/KR100502205B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-03-28 JP JP2002503670A patent/JP4146719B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2001-04-06 KR KR10-2002-7016851A patent/KR100498784B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2001-04-18 AR ARP010101805A patent/AR035033A1/es not_active Application Discontinuation
- 2001-06-22 AR ARP010102974A patent/AR028745A1/es active IP Right Grant
-
2002
- 2002-12-09 ZA ZA200209961A patent/ZA200209961B/en unknown
- 2002-12-09 ZA ZA200209962A patent/ZA200209962B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| BR0111774B1 (pt) | 2010-02-23 |
| MXPA02012245A (es) | 2003-04-25 |
| EP1292547B1 (en) | 2005-12-07 |
| JP4146719B2 (ja) | 2008-09-10 |
| KR100498784B1 (ko) | 2005-07-01 |
| ATE312062T1 (de) | 2005-12-15 |
| DK1292547T3 (da) | 2006-04-18 |
| KR20030036221A (ko) | 2003-05-09 |
| JP2003535808A (ja) | 2003-12-02 |
| AR035033A1 (es) | 2004-04-14 |
| CN1437567A (zh) | 2003-08-20 |
| CA2412949C (en) | 2007-08-14 |
| ZA200209962B (en) | 2003-12-09 |
| NZ523239A (en) | 2003-09-26 |
| CA2412949A1 (en) | 2001-12-27 |
| KR20030011090A (ko) | 2003-02-06 |
| WO2001098227A1 (en) | 2001-12-27 |
| ZA200209961B (en) | 2003-12-09 |
| AU4298801A (en) | 2002-01-02 |
| BR0111774A (pt) | 2003-05-13 |
| EP1292547A1 (en) | 2003-03-19 |
| DE60115642D1 (de) | 2006-01-12 |
| AU2001242988B2 (en) | 2004-03-25 |
| DE60115642T2 (de) | 2006-07-13 |
| AR028745A1 (es) | 2003-05-21 |
| ES2254381T3 (es) | 2006-06-16 |
| KR100502205B1 (ko) | 2005-07-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6800130B2 (en) | Construction material | |
| CN109790072B (zh) | 冷融合混凝土 | |
| CN105367010B (zh) | 一种道路用固化剂及基层固化方法 | |
| CN1181006C (zh) | 制备混凝土组合物的配方和方法 | |
| US10011531B2 (en) | Process to inert non-swelling clays | |
| BR112020007415A2 (pt) | composições de controle de endurecimento e de material de construção, e, uso de uma composição de controle de endurecimento. | |
| US8466224B2 (en) | Composition with a base of hydraulic and/or pozzolanic material | |
| CN104072091A (zh) | 一种磷酸镁水泥再生骨料结构混凝土及其制备方法 | |
| CN1195698C (zh) | 建筑材料 | |
| JP7296135B2 (ja) | 高ｃａ反応性アルミノケイ酸塩材料を含むジオポリマー組成物の硬化時間の制御 | |
| Gonzalez-Sanchez et al. | Improving lime-based rendering mortars with admixtures | |
| WO2012023874A2 (en) | Composition of cement-polymers composite mixture, process for obtaining this composition, process for application the composition of cement-polymers composite mixture and uses of the composition of cement-polymers composite mixture | |
| Liu et al. | Material innovation and performance optimization of multi-solid waste-based composite grouting materials for semi-flexible pavements | |
| CN101503284B (zh) | 一种抗侵蚀剂及含有该抗侵蚀剂的砌筑砂浆材料 | |
| EP3615492A1 (en) | Cementitious compositions and methods of making and using the same | |
| AU2001242988A1 (en) | Construction material | |
| Diawara et al. | Influence of hauling time on fresh properties of self-consolidating concrete | |
| CN113321465A (zh) | 一种补偿收缩的水泥基ls-1注浆材料及其制备方法 | |
| Sun et al. | Study on preparation of inorganic binder stabilized material with large dosage of phosphogypsum | |
| US20240116815A1 (en) | Low carbon concrete composition and a method to produce a low carbon concrete composition | |
| Karakuzu et al. | Investigation of anionic group characteristics of PCEs on the behavior of fly ash cementitious systems | |
| TWI233921B (en) | Construction material | |
| Dewi et al. | Utilization of Fly Ash and Bottom Ash Waste of PLTU Jeranjang on Geopolymer Paving | |
| CN110746160A (zh) | 一种彩色透水性混凝土及其制备方法 | |
| CN112250475A (zh) | 无机混凝土密封养护剂及其制备方法和应用 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20171221 Address after: Holland Arnhem Patentee after: Akzo Nobel Chemicals International B.V Address before: Holland Arnhem Patentee before: Akzo Nobel N. V. |
|
| TR01 | Transfer of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20050406 Termination date: 20200328 |
|
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |