技術領域

本發明總體上涉及用于內養護水泥質材料的方法和材料及由此產生的產品。

背景技術

現代建筑使用從常規混凝土到高性能混凝土的多種形式的混凝土。所使用的混凝土類型將取決于它的用途和所需要的強度。常規混凝土的強度在30至50兆帕斯卡（MPa）的范圍內。高性能混凝土的強度在200至400MPa的范圍內。混凝土中水的用量也各不相同。常規混凝土的水與水泥質材料的比率（w/cm）為.4至0.6。高性能混凝土的水與水泥質材料的比率為0.2至0.3。這是因為高性能混凝土中的添加劑引起的。水與水泥的低比率賦予了混凝土高強度。

水與水泥質材料的這種低比率導致有關自收縮的問題。自收縮是內部收縮。水泥或混凝土結構與最初的水和水泥質材料單元要素相比體積減小。它在養護時收縮。在水泥或混凝土結構的早期養護階段中，水泥或混凝土是流體并且能收縮。當水泥或混凝土凝固并成為固體時，它的收縮能力減弱。水泥或混凝土結構內部的缺水導致內部收縮或自收縮卻不是整體結構的收縮。這將導致裂縫和養護或強度發展不足。當結構固化時，沒有辦法從外部提供水到內部。

對于提供水到水泥或混凝土結構的內部以避免內部收縮或自收縮，有這種需要。

在維持水泥水混合料的初始粘稠度、將初凝時間保持在規定范圍內、以及將終凝時間保持在正常限度內時也需要提供這種水。

附圖說明

圖1-3分別是原纖化的羧甲基纖維素樣品在100倍、1000倍、和10,000倍的放大倍數下的顯微照片。

圖4-6分別是另一個原纖化的羧甲基纖維素樣品在100倍、1000倍、和10,000倍的放大倍數下的顯微照片。

圖7和8是顯示加入三個水平的原纖化羧甲基纖維素和對照的水泥漿的齡期相對于長度變化的圖。每個圖是在不同的羧甲基水平meq/100g下。

圖9和10是顯示加入1%水平的原纖化羧甲基纖維素的水泥漿和砂漿的齡期相對于長度變化比較的圖。每個圖是在不同的羧甲基水平meq/100g下。

圖11和12是顯示加入三個水平的原纖化羧甲基纖維素和三種對照的砂漿的齡期相對于長度變化的圖。每個圖是在不同的羧甲基水平meq/100g下。

圖13是顯示多種水泥混合物的齡期相對于抗壓強度的圖。

圖14表現了纖維素分子的一個單位。

圖15表現了羧甲基纖維素分子的一個單位。

圖16表現了羧乙基纖維素分子的一個單位。

圖17表現了磷酸纖維素分子的一個單位。

圖18表現了硫酸纖維素分子的一個單位。

圖19表現了纖維素乙磺酸分子的一個單位。

發明內容

本發明提出將含水材料放置在水泥質材料結構、水泥、混凝土、或高性能混凝土中，并在養護過程期間在需要時將它返回。該材料將從水泥質材料吸收多余的水并在水泥或混凝土的養護周期期間將水返回到其中。

所述材料是0.01至0.45的低取代度（DS）的原纖化羧基烷基纖維素、纖維素烷基磺酸、磷酸纖維素、或硫酸纖維素（以下稱原纖化的低DS羧基烷基纖維素、原纖化的低DS纖維素烷基磺酸、原纖化的低DS磷酸纖維素、或原纖化的低DS硫酸纖維素）。取代度是纖維素聚合物中形成纖維素衍生物的羧基烷基、烷基磺酸、磷酸或硫酸基團的平均摩爾數。纖維素纖維可以是漂白或部分漂白的。部分漂白的纖維會具有約8的κ或55至65GE亮度的未增白亮度。

低DS羧基烷基纖維素可以是低DS羧甲基纖維素或低DS羧乙基纖維素。低DS纖維素烷基磺酸可以是低DS纖維素乙磺酸或低DS丙磺酸。

圖14顯示了一個纖維素單位的結構，圖15和圖16顯示了一個羧甲基纖維素和羧乙基纖維素單位的結構。這些圖上的數字1-6是碳原子的位置。羧基烷基纖維素也可以連接于2和/或3位以及6位所連接的氧上或不用6位。羧基烷基纖維素是已知的，并且制造它的方法是已知的。

可以使用的其它材料是原纖化的纖維素烷基磺酸、原纖化的磷酸纖維素、或原纖化的硫酸纖維素。這些也應具有0.01至0.45的DS。它們能通過已知的反應制造。執行磷酸化可以使用磷酸和適當的催化劑例如尿素。實現硫酸化可以使用硫酸和乙酸。這兩種都為酯，并可以通過用于制造酯的標準反應來制得。圖17和18顯示了這些化學物質的結構。同樣，磷酸和硫酸可以連接于2和/或3位以及6位所連接的氧上或不用6位。圖19顯示了在葡萄糖酐單位的6位上的纖維素乙磺酸醚官能團的結構。它可以用標準的醚反應來制得。它也可以連接到如上所述的2和/或3位上。