[发明专利]具有改进的耐冻融性的建筑材料用组合物及其制备方法

说明书

本发明涉及可水固化的组合物，其特别用于制备具有改进的耐冻融性的混凝土、砂浆(mortar)、砂浆底层(screed)或灰浆(render)，所述组合物包含水泥成分、其它成分、有机官能硅化合物和任选存在的骨料(aggregate)以及任选存在的外加剂(admixture)，并且其含有在各种情况下独立地基于水泥重量的1-25重量%的量的所述其它组分粉煤灰和硅尘，和基于水泥重量的0.1-5重量%的量的所述有机官能硅化合物。本发明进一步涉及制备所述组合物的方法以及所述成分的组合用于改进耐冻融性的用途。

混凝土是以在最简单的情况下包含水、水泥和岩石颗粒的可水固化的组合物为基础的。混凝土是能够以其孔结构为特征的多孔建筑材料。凝胶、毛细管和气孔有助于所述孔结构。水能够借助于毛吸管吸力通过所述孔结构被建筑材料吸收。在混凝土的情况下，水和溶解在其中的有害材料(特别是氯化物)的吸收是损坏的主要原因之一，并导致钢筋锈蚀、碱-硅酸反应和硫酸盐管涌(sulphate blowing)。同时，所述孔结构，特别是气孔的直径为10μm至300μm的孔结构，是混凝土具有抗冻融循环性的原因。如果混凝土只具有少量或连通不好的气孔，则所述抗冻融循环性降低。因此，有时在混凝土制备中，为了引入人造气孔而加入气孔形成剂作为外加剂。这公开在JP4317447中，其通过组合加入气孔形成剂和粉煤灰改进了所述孔性质，从而改进了所述冻融性。然后所述气孔体积可用作例如冷冻水的膨胀空间。为了使混凝土结构耐久，首先进行降低水吸收的尝试。例如在EP913370中所描述，这可以通过疏水化实现。然而，所述耐冻融性也应当得到改进。

本发明的目的是研发一种组合物及其制备方法，其形成具有显著改进的耐冻融性并同时具有疏水性的固化建筑材料如混凝土、砂浆、砂浆底层或灰浆。另一个目的是提供实现上述目的且使用者能以简单方式使用的产品。

如所述独立权利要求中所述实现所述目的，优选的实施方式描述在从属权利要求中并详细描述在本说明书中。

令人惊讶地发现，粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物在各种情况下以基于水泥重量的特定量的特定组合能够制备可水固化的组合物，所述组合物在加入其它常规成分和水后形成本体全面被疏水化但具有显著改进的耐冻融性的可水固化建筑材料。完全令人惊讶，尽管所述混凝土、砂浆底层或灰浆的内部疏水化，但能够获得足够数量和尺寸的气孔。在这里，根据本发明的特定疏水剂如有机官能硅化合物与硅尘的组合同时实现了疏水化和致密微观结构的特别设置，同时由于包含粉煤灰的根据本发明的组合，在固化的建筑材料中另外获得了具有显著改进的冻融性质的气孔微观结构。

本发明提供一种可水固化的组合物，其特别用于制备具有改进的耐冻融性和根据SIA262测定的优选1-7%、优选3-7%的气孔含量的混凝土、砂浆、砂浆底层、灰浆，所述组合物包含水泥成分、其它成分、有机官能硅化合物和任选存在的骨料和任选存在的外加剂，所述骨料例如混凝土骨料如岩石颗粒，特别是砾石、粉碎材料或沙子，其中所述组合物含有下述成分：

-包含粉煤灰和硅尘的其它成分，其特别是作为粉尘或以配制物，例如作为分散体，特别是作为水悬浮液，其中所述粉煤灰和所述硅尘在各种情况下独立地以基于水泥重量的1-25重量%的量存在，任选与另外的其它成分一起，和

-在所述组合物中，所述有机官能硅化合物以基于水泥重量的0.1-5重量%的量存在，特别优选所述其它成分粉煤灰和硅尘在各种情况下独立地以基于水泥重量的5-20重量%、优选5-15重量%的量存在。

更优选，基于水泥的重量，所述其它成分粉煤灰以5-15重量%的量存在，和所述其它成分硅尘以5-15重量%的量存在，并且在各种情况下独立地基于水泥的重量，这些添加剂优选以不大于25重量%的总量存在和所述有机官能硅化合物以0.1-5重量%的量存在。

除上述特征外或作为上述特征之一的替换物，所述组合物可包含选自水泥、骨料、干燥其它成分、干燥外加剂和配制成微粒的有机官能硅化合物中的干燥成分，并且其可包含选自水、液体其它成分、液体附加剂和液态有机官能硅化合物中的成分。所述组合物的优选的干燥或液体成分将在下面更详细地说明。