CN103261117A - 具有改进的耐冻融性的建筑材料用组合物及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

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、砂浆底层或灰浆，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以及任选存在的外加剂，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。

Description

具有改进的耐冻融性的建筑材料用组合物及其制备方法
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。
对于本发明所述目的，硅尘，也称为气相二氧化硅或微硅粉，是粒度仅为水泥平均粒度的约十分之一的细硅尘。通常使用硅尘制备高强度混凝土。硅尘的作用方式是基于其更好地填充水泥颗粒之间的孔隙空间，从而导致水泥块微观结构的密度增加。此外，硅尘增强了所述骨料(即所述岩石颗粒)之间的粘结。根据本发明，所述硅尘能够以粉尘、分散体、特别是悬浮液的方式使用。以下每提及硅尘时，其都包括上述待加入的形式。硅尘的常规平均粒度是0.1-0.5μm，其通常包含80-99重量%的二氧化硅和0.1-3重量%的氧化铝(Al2O3)、0.1-5重量%的Fe2O3和0.7-2.5重量%的氧化钙。
粉煤灰通常可具有10-30μm的平均粒度，同时所述粉煤灰通常另外以不同比例含有二氧化硅、氧化铝、氧化铁和氧化钙。EN450-1中规定混凝土用粉煤灰为主要由球形、玻璃质颗粒组成的细微粒粉尘，其是在精细磨碎的煤在有或没有伴随的燃烧材料存在下燃烧中获得的，基本上由SiO2和Al2O3组成，其中如EN197-1中所规定和描述，所述反应性SiO2的含量为至少25质量%。可通过在适合的生产设备中的分类、挑选、筛分、干燥、混合、碾磨、降低碳含量或这些工艺的组合来处理粉煤灰。
除上述特征外或作为上述特征之一的替换物，可特别优选所述其它成分粉煤灰和硅尘以1:10至10:1的比例、特别是1:7至7:1、优选1:5至5:1、特别优选1:3至3:1、更优选1:2至2:1的比例存在，进一步优选这些添加剂每个独立地以基于水泥重量的5-15重量%的量存在。所述粉煤灰和所述硅尘通常能够以彼此1:1的近似比例存在，在各种情况下±0.2和在各种情况下基于水泥重量的1-25重量%、优选5-20重量%、特别优选5-15重量%的量存在。
根据本发明可用的有机官能硅化合物特别优选是烷氧基烷基硅烷，通过水解和/或缩合而相应形成的烷基硅醇以及低聚烷基官能的硅氧烷。一般说来，优选烷基硅烷、烷基硅醇和烷基硅氧烷与粉煤灰和硅尘组合。
对于本发明所述目的，有机官能硅化合物是下述：其能够以单体和/或低聚物形式存在，其中所述硅原子是R2O-Si-R1-官能化的，其中R1表示单官能的C-封端的有机官能基团，优选特别是包含2-18个碳原子的线性、支化和/或环状烷基或烯基，和R2可独立地是氢、具有1-8、特别是1-4个碳原子的线性、支化和/或环状烷基或聚氧化乙烯、聚氧化亚甲基、羟烷基、二羟烷基或氨基烷基或羟基官能化氨基烷基，在各种情况下在烷基中独立地具有1-18个、优选2-10个碳原子，其中所述硅化合物还能够以烷氧基硅烷、硅醇或至少部分水解和/或缩合的硅氧烷或这些的混合物的形式存在。低聚硅氧烷的低聚度优选为在所述硅氧烷中具有2-30个硅原子、优选2-20个硅原子、更优选2-4个硅原子。所述低聚硅氧烷可基于与硅烷或硅醇的、特别是衍生自通式I的硅烷或硅醇的均缩合物、共缩合物或嵌段共缩合物或混合物。
已经发现特别适合的有机官能硅化合物是通式I的那些，或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物，或包含这些的组合物，
R1-Si(R3)x(OR2)3-x    (I)
其中
-R1在各种情况下独立地是具有2-18个碳原子的线性、支化或环状烷基或具有2-18个碳原子的烯烃基，在各种情况下独立地优选具有2-10个碳原子，和
-R2独立地是氢、具有1-4个碳原子的线性、支化和/或环状烷基、聚氧化乙烯、聚氧化亚甲基、羟烷基、二羟烷基、氨基烷基、羟基官能化的氨基烷基，在各种情况下所述烷基中具有1-18个碳原子，特别是具有2-10个碳原子，和
-R3是具有1-8个碳原子、特别是1-4个碳原子的线性、支化或环状烷基，或是芳基，并且x=0或1，优选x=0。
作为式I的有机官能硅化合物，优选烷基三烷氧基硅烷、二烷基二烷氧基硅烷，其中所存在的烷基可以是每个烷基具有2-18个碳原子的线性和/或支化烷基，和所存在的烷氧基可以是具有1-4个碳原子的线性和/或支化烷氧基，优选使用甲氧基、乙氧基和/或异丙氧基作为OR2。此外，可共聚的烯烃基例如乙烯基和/或烯丙基，也可以代替烷基而存在。
对于本发明所述目的，优选的有机官能硅化合物的非限制性实施例是选自下组的有机官能硅烷或硅氧烷：烷氧基硅烷如烷基硅烷，例如甲基三甲氧基硅烷、甲基三乙氧基硅烷、甲基三丙氧基硅烷、乙基三甲氧基硅烷、乙基三乙氧基硅烷、正丙基三甲氧基硅烷、正丙基三乙氧基硅烷、异丙基三甲氧基硅烷、异丙基三乙氧基硅烷、异丁基三甲氧基硅烷、异丁基三乙氧基硅烷、异戊基三甲氧基硅烷、异戊基三乙氧基硅烷、异己基三甲氧基硅烷、异辛基三甲氧基硅烷、异辛基三乙氧基硅烷、十六烷基三甲氧基硅烷、十六烷基三乙氧基硅烷、十八烷基三甲氧基硅烷、十八烷基三乙氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、二甲基二乙氧基硅烷、异丁基甲基二甲氧基硅烷、异丁基甲基二乙氧基硅烷、环己基甲基二甲氧基硅烷、二异丙基二甲氧基硅烷、二异丁基二甲氧基硅烷和异丁基异丙基二甲氧基硅烷，乙烯基硅烷例如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基甲基二烷氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基硅烷)，和在各种情况下通过至少部分水解和/或缩合形成的上述化合物的均缩合物、共缩合物或嵌段共缩合物。例如具有2-30、优选平均2-18的低聚度的烷基烷氧基硅氧烷。对于本发明所述目的，可优选使用式I的硅烷化合物，特别是丙基三烷氧基硅烷，即优选烷基三乙氧基硅氧烷，特别优选在R1中具有短链烷基如2-6个碳原子的烷基。
对于本发明所述目的，所述术语“水泥”包括，特别是，波特兰水泥例如按照EN196CEM I、II、III、IV和V的波特兰水泥、高铝水泥、快速凝固水泥、石棉水泥、特种水泥或喷射水泥(spray cement)以及EN197-1中提到的水泥。
特别优选的可水固化的组合物、成套材料或配制物包含基于水泥重量的0.1-2重量%、优选0.5-1重量%和特别优选0.5-0.9重量%的气孔形成剂。适合的气孔形成剂例如是基于妥尔油和/或香脂树脂、木质磺酸盐、蛋白酸、烷基聚乙二醇醚的那些，例如Micro-Air107-5(可从BASF AG获得)。
优选的组合物另外含有低浓度的增塑剂或流化剂，例如基于水泥重量的0.1-2重量%，特别是0.5-1.5重量%的范围。适合的增塑剂基于例如聚羧酸盐如Glenium SKY584(可从BASF AG获得)或三聚氰胺-甲醛磺酸盐、萘-甲醛磺酸盐、羟基羧酸及其盐和/或木质磺酸盐。
此外，在所述可水固化的组合物中，优选含有促凝剂例如聚羧酸酯醚的组合物。然而，进一步优选无需加入促凝剂也行的组合物。适合的促凝剂例如是Q-flash10h(可从Concretum AG获得)或硫铝酸钙、甲酸盐、芳基磺酸(arenesulphonic acids)、聚羧酸酯醚和/或氯化钙。
除一个或多个上述特征外，作为干燥成分，所述可水固化的组合物包含水泥、任选存在的骨料和任选存在的干燥其它成分和/或任选存在的干燥外加剂、任选存在的有机官能硅化合物，所述骨料例如岩石颗粒、沙子、砾石、碎石或合成的粒状骨料如粒状合成岩石、玻璃等等，特别是粒度为0.01-50mm的骨料，在各种情况下其粒度为0-0.125mm(填料、磨细岩石)、0至<4mm(细岩石颗粒、沙子、碎石砂)或大于2mm的最小粒度和大于4mm的最大粒度(卵石、碎石、砾石)或具有大于0mm以及大于4mm的颗粒的粒度混合(砾石砂、碎石砂)。
除一个或多个上述特征之外，作为液体成分，所述可水固化的组合物包含水和任选存在的液体其它成分和/或任选存在的液体外加剂和/或还任选存在的有机官能硅化合物，优选含有有机官能硅化合物的水包油型乳液。
干燥其它成分包括：凝硬性其它成分如火山土、粉煤灰；纤维状其它成分如钢纤维、玻璃纤维、聚合物纤维、纤维素；潜伏性水硬性材料(latentlyhydraulic materials)如矿渣砂；石英粉、石灰石粉、其它颜料、粉煤灰、火山土、硅尘、有机其它成分。
液体其它成分包括：硅尘悬浮液；有机其它成分如树脂、合成树脂分散体。
外加剂，其能够以干燥或液体形式存在，因而在所述组合物中作为液体成分或干燥成分存在，包括：流化剂(混凝土流化剂、增塑剂)如聚羧酸酯醚(PCEs)、聚甲基丙烯酸甲酯或木质磺酸盐或萘-甲醛磺酸盐；缓凝剂、气孔形成剂、密封剂、固化加速剂、硬化促进剂、稳定剂、铬酸盐还原剂、回收助剂、发泡剂、沉降减速剂(sedimentation reducers)、分散剂或润湿剂如硅酸盐(siliconates)或膦酸烷基酯、消泡剂如磷酸三烷基酯、气孔形成剂如水解的树脂酸和/或减水剂。
EN934-2规定了用于混凝土、砂浆和注入砂浆的外加剂。
由根据本发明的可水固化的组合物制备的混凝土通常包含水泥、骨料如岩石颗粒(特别是沙子和砾石或粉碎材料)和水(补给水)的混合物。所述混凝土可另外含有其它成分和/或外加剂。所述混凝土可另外包含钢构件如钢筋或由钢组成的纤维性混凝土纤维、塑料(例如聚丙烯)、纤维素和/或玻璃。常规砂浆同样包含水泥和任选存在的石灰作为粘合剂和粒度通常不超过4mm的岩石颗粒；砂浆还任选含有其它成分和外加剂以及添加的水。砂浆用于连接圬工砖(masonry bricks)和用于给墙与天花板抹灰。所述可水固化的组合物也可通过施涂砂浆层，特别是抹灰砂浆(render morter)，用作灰泥或灰浆(render)，其优选可施涂至外墙和/或内墙以及天花板。在所述可水固化的组合物中所述抹灰砂浆也包含水泥和任选存在的作为粘合剂的石灰、骨料和其它成分或外加剂。取决于使用类型，抹灰砂浆能够用于各种用途。这些包括生产瓷砖、油漆或墙面涂料用光滑底层，在内部灰浆(interiorrenders)情况下调节房间的湿度，热绝缘和在外部灰浆情况下防水和产生美观外表。根据本发明的砂浆底层也是所述可水固化的组合物的砂浆层，其作为地板材料施涂至承重底层或中间间隔层或绝缘层。
本发明同样提供制备可水固化的组合物的方法以及可通过该方法获得的组合物，特别是混凝土、砂浆、砂浆底层或灰浆，其中所述方法包含下述步骤：
1.混合所述可水固化的组合物的干燥成分，包括水泥、粉煤灰和任选存在的硅尘以及任选存在的配制成微粒的有机官能硅化合物；
2.加入所述可水固化的组合物的液体成分，包括水、任选存在的含水悬浮液中的硅尘以及任选存在的液体或分散的(特别是分散在水中的)有机官能硅化合物。
在本发明所述方法中，特别优选加入基于水泥重量的1-25重量%的量的粉煤灰和硅尘，进一步优选加入5-15重量%的量的粉煤灰，加入5-15重量%的量的硅尘（包括以悬浮体的硅尘），和加入0.1-5重量%的量的所述有机官能硅化合物，在各种情况下独立地基于水泥的重量。
除上述特征外或作为上述特征之一的替换物，可进一步优选所述其它成分粉煤灰和硅尘或以悬浮体的硅尘以1:10至10:1的比例、特别是1:7至7:1的比例、优选1:5至5:1、特别优选1:3至3:1、更优选1:2至2:1的比例加入，进一步优选它们以5-15重量%的量加入，在各种情况下独立地基于水泥的重量。更优选，它们还可在各种情况下以约1:1±0.2的比例和基于水泥重量的1-25重量%的量加入。
本发明所述方法进一步包含将水或补给水加入所述可水固化的组合物以及可通过该方法随后将混合有水的所述水硬性组合物引入模板或模具并使其固化而获得的组合物或成形物体。通过本发明所述方法制备的所述矿物建筑材料例如混凝土、砂浆、砂浆底层或灰浆的本体是疏水的，并具有根据SIA262测定的1-7%、优选3-7%的气孔含量。
加入到所述混合物的水的总量(以kg/m3计)与所用粘合剂的量，特别是所用水泥的量(同样以kg/m3计)成固定比。因此，水与水泥的比例可以是0.2-0.9(包括其间所有数)，优选0.25-0.8(包括其间所有数)，特别优选0.3-0.7(包括其间所有数)。
本发明也提供用于根据本发明组合物的或用于根据本发明所述方法中的成套材料，其包括：
a)粉煤灰和硅尘并任选含有助剂的配制物，和任选具有助剂的有机官能硅化合物的单独配制物，所述单独配制物特别是固体，但也可有利地是液体配制物，或
b)粉煤灰和包含硅尘和有机官能硅化合物和任选存在的助剂的单独配制物，或
c)彼此间固定比例的各自通过包装彼此隔开的粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物，任选在各种情况下独立地配制有助剂。
在根据本发明的成套材料或根据本发明的配制物中，可优选所述粉煤灰与所述硅尘以1:10至10:1的比例存在，特别是另外所述有机官能硅化合物相对于粉煤灰和硅尘的总重量以1:15至1:2的比例存在；特别优选所述硅化合物相对于粉煤灰和硅尘的总重量以1:10至1:5的比例存在。例如，所述成套材料可包含两个单独的包装如纸板容器、塑料袋等，所述有机官能硅化合物和与硅尘一起的粉煤灰已彼此隔开地分配至所述包装中。
本发明也提供可溶解或分散在水中的喷雾干燥的配制物，其尤其可用在根据本发明的可水固化的组合物或根据本发明的方法中，其中所述配制物包含通式I的有机官能硅化合物和/或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物，并且含有35-80重量%、特别是40-80重量%的至少一种水溶性有机聚合物，优选聚乙烯醇，基于所述有机聚合物(特别是聚乙烯醇)和所述有机官能硅化合物的总重量。除聚乙烯醇外，特别优选的水溶性聚合物是聚醋酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸酯、淀粉、淀粉衍生物、聚甲基丙烯酸酯、聚马来酸酯和/或聚氧化烯以及水溶性纤维素醚、水溶性聚氧化乙烯或水溶性蛋白。
所述喷雾干燥的配制物可有利地以简单且经济的方式加入到所述可水固化的组合物的干燥成分，并与之混合。作为替代方案，其也可以分散和/或溶于补给水中，随后加入到所述组合物的干燥成分。
本发明也提供在可水固化的组合物中组合使用粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物的用途，其用于改进混凝土、砂浆、砂浆底层、灰浆和由其制得的部件例如管材、合成砌块或模压砌块的耐冻融性，所述有机官能硅化合物特别是通式I的有机官能硅化合物或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物。特别优选将烷基官能的有机官能硅化合物与粉煤灰和硅尘一起以上述比例加入所述水泥中，以在固化的建筑材料即混凝土、砂浆、砂浆底层或灰浆中实现根据本发明的有益效果。
本发明也提供在可水固化的组合物中组合使用粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物的用途，其用于制备具有根据SIA262测定的1-7%的气孔含量、特别是具有3-7%、优选3-6%(体积%)的气孔含量的混凝土、砂浆、砂浆底层、灰浆和由其制得的部件例如管材、合成砌块或模压砌块，所述有机官能硅化合物特别是通式I的有机官能硅化合物或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物。特别优选将烷基官能的有机官能硅化合物与粉煤灰和硅尘一起以上述比例加入所述水泥中，以在固化的建筑材料即混凝土、砂浆、砂浆底层或灰浆中实现根据本发明的有益效果。
在这里，所述混凝土可以是钢筋混凝土、膨胀混凝土、加气混凝土、多孔混凝土、辊压混凝土、离心施涂混凝土、整平混凝土(screed concrete)、砾石混凝土、排水混凝土、高强度和超高强度混凝土、喷射混凝土、纤维性混凝土、轻质混凝土、标准混凝土、重混凝土、在水中固化的特种混凝土、面层混凝土、自清洁混凝土、自密实混凝土、半透明混凝土、高性能混凝土、预应力混凝土、织物混凝土、捣实混凝土或本领域技术人员已知的其它类型的混凝土、砂浆、灰浆和砂浆底层。
下述实施例阐明本发明，而非将本发明限制至这些工作实施例。
实施例：
一般工作实施例：根据
Figure BDA00003356898600101
的要求制备全部混凝土试样。所述加入量相应使用kg/m3。将所列的原料放入70升的机械混合器中。相继将粗的岩石颗粒、然后细的岩石颗粒、然后水泥和最后剩余的固体其它成分加入到所述混合器。预混合该干混物30s。随后加入补给水与其它液体成分，并再混合所形成的混合物3分钟。铸造边长为150mm的立方体试块。在20℃和99%相对湿度下固化48小时后，从所述模壳中移出所述试样。根据
Figure BDA00003356898600104
第5.1.3章5.5部分储存所述试样直到各个试验。
混合物：
实施例 1(对比) 2(对比) 3 4 5
水泥[1] 410 410 410 410 410
Fluasit(粉煤灰) --- --- 50 50 50
SikaFume(硅尘) --- --- 50 50 50
碎石砂[0-2mm] 288 288 265 260 268
碎石砂[1-4mm] 102 102 94 92 92
碎石[4-16mm] 339 339 312 306 308
碎石[16-32mm] 475 475 437 428 431
斑岩[0-4mm] 477 477 452 444 447
水 170 170 210 185 184
Glenium SKY584 3.69 3.69 4.1 --- ---
Micro-Air107-5 0.29 0.29 2.87 4.10 3.69
内部疏水化[2] --- 16.4 8.2 7.18 6.15
Q-flash10h(I) --- --- --- 6.15 6.15
[1]CEM II/A-S42,5R
[2]将含有50重量%的包埋在聚乙烯醇(水解度为88mol%和4%溶液的
Figure BDA00003356898600103
粘度为4mPa.s的PVA)中的低聚(丙基乙氧基硅氧烷)的粉末用作内部疏水剂。
Glenium SKY584是基于聚羧酸酯的增塑剂
Micro-Air107-5是基于改性妥尔油和香脂树脂的气孔形成剂
Q-flash10h是基于聚羧酸酯醚的促凝剂
试验结果：
Figure BDA00003356898600111
n.d.：未测定
[3]根据SN EN12390-3
[4]根据SIA262
[5]根据EN12390-8
从实施例1至5明显看出，向所述组合物加入所述内部疏水剂导致水分吸收的如所期望的显著降低。同时，实现了(所希望的)增塑效果。
然而，从对比例1和2也明显看出，在没有其它措施的情况下，加入所述内部疏水剂导致气孔含量的减少和导致所述冷冻/融化试验中风化损失的较大增加。此外，稍微降低了所述抗压强度。
根据本发明的一个混合物，即实施例3中的混合物，显示在使用所述内部疏水剂时另外使用粉煤灰和微硅粉能够实现气孔含量的显著增加和所述冷冻/融化试验中风化损失的显著降低。这同时保持了其它重要的混凝土性质如密度、加工性和抗压强度。
最后，实施例4和5中的根据本发明所述混合物表明，当将粉煤灰和微硅粉与所述内部疏水剂一起加入并同时用混凝土速凝剂代替所述气孔形成剂时，也能够实现期望的性质——所述冷冻/融化试验中降低的风化损失。特别是，结果以积极的方式进一步影响了初期强度。

Claims (16)

1.可水固化的组合物，其包含水泥成分、其它成分、有机官能硅化合物和任选存在的骨料以及任选存在的外加剂，特征在于，其含有下述成分：
-包含粉煤灰和硅尘的其它成分，在各种情况下独立地以基于所述水泥的重量的1-25重量%的量存在，任选与另外的其它成分一起存在，和
-所述有机官能硅化合物以基于所述水泥的重量的0.1-5重量%的量存在。
2.根据权利要求1所述的组合物，其特征在于
在所述组合物中，所述其它成分粉煤灰和硅尘以5-20重量%、优选5-15重量%的量存在，在各种情况下独立地基于所述水泥的重量。
3.根据权利要求1或2所述的组合物，其特征在于：
-粉煤灰以5-15重量%的量存在，
-硅尘以5-15重量%的量存在，和
-所述有机官能硅化合物以0.1-5重量%的量存在，
在各种情况下独立地基于所述水泥的重量。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的组合物，其特征在于：
所述其它成分粉煤灰和硅尘以1:10至10:1的比例、特别是1:7至7:1、优选1:5至5:1、特别优选1:3至3:1、更优选1:2至2:1的比例存在，进一步优选它们在各种情况下独立地以基于所述水泥的重量的5-15重量%的量存在。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的组合物，其特征在于：
所述有机官能硅化合物是单体和/或低聚物，并且所述硅原子是R2O-Si-R1-官能化的，其中R1表示单官能的C-封端的有机官能基团，所述基团R2彼此独立地是氢、具有1-4个碳原子的线性、支化和/或环状烷基、聚氧化乙烯、聚氧化亚甲基、羟烷基、二羟烷基、氨基烷基、羟基官能化氨基烷基，在各种情况下在烷基中具有1-18个碳原子，和所述硅化合物以烷氧基硅烷、硅醇或至少部分水解和/或缩合的硅氧烷或这些的混合物的形式存在。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的组合物，其特征在于：
所述有机官能硅化合物符合通式I，或包含由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物
R1-Si(R3)x(OR2)3-x    (I)
其中
-R1在各种情况下独立地是具有2-18个碳原子的线性、支化或环状烷基或具有2-18个碳原子的烯烃基，和
-R2独立地是氢、具有1-4个碳原子的线性、支化和/或环状烷基、聚氧化乙烯、聚氧化亚甲基、羟烷基、二羟烷基、氨基烷基、羟基官能化的氨基烷基，在各种情况下在烷基中具有1-18个碳原子，和
-R3是具有1-8个碳原子的线性、支化或环状烷基，或芳基，并且x=0或1，优选x=0。
7.根据权利要求1-6中任一项所述的组合物，其特征在于：所述组合物
-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，和
-包含选自水、液体其它成分、液体附加剂和液体有机官能硅化合物中的液体成分。
8.制备根据权利要求1-7中任一项所述可水固化的组合物的方法，特征在于，其包括下述步骤：
1)混合所述可水固化的组合物的干燥成分，包括水泥、粉煤灰和任选存在的硅尘以及任选存在的配制成微粒的有机官能硅化合物，
2)加入所述可水固化的组合物的液体成分，包括水、任选存在的在悬浮液中的硅尘和任选存在的液体或分散的有机官能硅化合物。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
-粉煤灰以5-15重量%的量存在，
-硅尘或在悬浮液中的硅尘以5-15重量%的量存在，
-所述有机官能硅化合物以0.1-5重量%的量存在，
在各种情况下独立地基于所述水泥的重量。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于：
所述其它成分粉煤灰和硅尘或在悬浮液中的硅尘以1:10至10:1的比例、特别是1:7至7:1的比例、优选1:5至5:1、特别优选1:3至3:1、更优选1:2至2:1的比例加入，进一步优选它们在各种情况下独立地以基于所述水泥的重量的5-15重量%的量加入。
11.可通过根据权利要求8-10中任一项所述的方法获得的组合物。
12.用于根据权利要求1-7和11中任一项所述的组合物或用在根据权利要求8-10中任一项所述方法中的成套材料，其包括：
a)粉煤灰和硅尘并任选含有助剂的配制物，和任选具有助剂的有机官能硅化合物的单独配制物，或
b)粉煤灰和包含硅尘和有机官能硅化合物和任选存在的助剂的单独配制物，或
c)彼此间固定比例的各自通过包装彼此隔开的粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物，任选在各种情况下独立地配制有助剂。
13.根据权利要求12所述的成套材料，其特征在于：所述粉煤灰与硅尘以1:10至10:1的比例存在。
14.可溶于或可分散于水中的喷雾干燥的配制物，其用于根据权利要求1-7或11中任一项所述的组合物或用于根据权利要求8-10中任一项所述的方法中，所述配制物包含通式I的有机官能硅化合物和/或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物，和35.0-80.0重量%的至少一种水溶性有机聚合物，基于所述有机聚合物和所述有机官能硅化合物的总重量。
15.粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物在可水固化的组合物中的用途，其用于改进混凝土、砂浆、砂浆底层、灰浆和由其制得的部件例如管材、合成砌块或模压砌块的耐冻融性，所述有机官能硅化合物特别是通式I的有机官能硅化合物或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物。
16.粉煤灰、硅尘和有机官能硅化合物在可水固化的组合物中的用途，其用于制备具有根据SIA262测定的1-7%的气孔含量的混凝土、砂浆、砂浆底层、灰浆或由其制得的部件例如管材、合成砌块或模压砌块，所述有机官能硅化合物特别是通式I的有机官能硅化合物或由其通过水解和/或缩合衍生的硅醇、低聚硅氧烷或它们的混合物。
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