[发明专利]一种组合包及使可浇注组合物增强的方法

说明书

本发明涉及可浇注组合物的增强件。

众所周知，在可浇注组合物中加入增强件能提高性能。例如，在诸如砂浆和混凝土的胶结组合物中加入增强件，可改善其强度，降低其表面开裂趋势。增强件包括宽广范围的型件，但它们通常都具有长的构形(即其长轴的尺寸显著大于短轴的尺寸)。这些长型构件包括具有基本上呈圆载面的棒形丝、具有螺旋扭曲结构或制成不同截面以降低其拔出倾向的平板条、或者是基于棒形丝呈扭曲结构的缆索。用于增强件的材料有金属、合成聚合物材料及天然材料等。

人们知道，在胶结组合物(即砂浆或混凝土)中，材料的冲击强度、弯曲强度和韧性都随着组合物中增强件用量的提高而增大。然而，可引入增强件的含量有一个实际限度，因为超过此限度，增强件之间就会互相纠缠，形成一些球形物或其它不适宜的聚集体。

对于增强件，适当地选择其长度与直径相关的指标(如纵横比)可有助于减少其纠缠聚集的趋势。然而。靠这种方法来改进其混合性是困难的，因为这种类型的改变对增强件的增强能力产生消极作用。

将增强件加入到胶结组合物中的方法，在实现增强件高的用量方面也起着主要作用。例如如果需用较高体积浓度的增强件，高纵横比的增强件应基本上是单根的纤维，并以相当低的浓度，且在较长时间内充分混合的条件下引入胶结组合物。

在装运容器中，棒状增强件会由于振动和相互冲撞而纠缠和(或)聚集起来。聚集的增强件从装运容器中不易倾倒出来，并且除非分离成一根根的增强件，否则是不能加进胶结组合物中去的。曾经采用了各种不同的机械方法和气动方法将聚集的增强件击散，并将单根增强件引入胶结组合物中。美国专利4,121,943(Akazawa等)描述了一种机械，它设计用来在加入到胶结组合物之前，将增强件纤维聚集物分散。

在美国专利3,716,386(Kempster)中描述了将较高用量的增强件加入到胶结组合物中的另一种处理办法，它是在将增强件纤维引入到混合料之前对纤维用一种高粘度的降低摩擦的物质先进行处理。

将高纵横比的伸长增强件(即纤维)以较大用量引入胶结组合物，近来有若干种处理方法，它们一个共同的特点是将纤维以有组织成行排列的方式加入到胶结组合物中，结果在混合时，纤维也成行排列，慢慢地松散开来。以这种方式在胶结组合物中松散的纤维，它们之间很少有纤维-纤维的相互作用，结果与完全无序定向引入胶结组合物中的纤维相比，其聚集成团的趋势就小得多。美国专利4,224,377和4,314,853(Moens)都描述了一种由许多根线材用粘结剂结合起来的增强件以及把这种增强件加入到胶结组合物中去的方法。在混合过程中上述粘结剂就失去其粘结作用。英国专利申请GB2,231,574A揭示了在热的可烧注沥青混凝土中加入均匀分布在其中的钢丝段，以提高其凝固后的强度的方法；其中用一种粘合剂将多根钢丝粘合起来构成钢丝束，所述粘合剂会与湿的胶结混凝土中的水反应而失去粘合力，也会因熔融或软化而失去粘合力，因而在热沥青混凝土混合时，钢丝束会崩解而使钢丝段分散在混凝土中。美国专利4,414,030(Restrepo)描述的胶结组合物用的增强件包括原纤化聚烯烃薄膜的带子。原纤化的纤维藉纤维间的原纤维保持着成行的结构。在机械混合时破裂在胶结组合物中将一根根的纤维松散开来。

另一种选择以成行排列的结构方式将纤维引入胶结组合物的方法，叙述在R N Swancy和B.Barr所编的书中，即Fiber ReinforcedCements and Concretes，(用纤维增强水泥和混凝土)ElsvierApplied Science，New York，1989，第316-325页。这个方法是利用短的原纤化聚丙烯纤维条，它们扭曲成缆索状结构，以此形式在胶结组合物中将纤维松散释放出来。在处理胶结组合物过程中的机械混合作用就将缆索状结构击散，以成行的方式将一根根原纤化的薄膜纤维释放出来。

本发明涉及的是许多根纤维束合并在一起成为组合包的形式，该组合包可以分散使得纤维释放出来，每股纤维束是许多根高纵横比的聚合物纤维，它们按实际上以互不纠缠的方式排列，因此纤维间并无粘结剂，每股纤维束的设置使得当组合包加入处于分散条件下的可浇注组合物时，单根纤维基本上可互不纠缠地释放到可浇注组合物中。

在本发明的实际做法中，上述和其他的分散条件包括：可浇注组合物中所含水或有机溶剂的作用、可浇注组合物产生的热量、对可浇注组合物的机械搅拌、或者上述能使纤维从束中释放出来的两种或多种作用的组合。