[发明专利]水硬石灰组合物

说明书

技术领域

本发明涉及包括火山灰材料的水硬石灰组合物、制备所述水硬石灰组合物的方法及其应用。

背景技术

建筑业在制备砂浆和灰泥组合物中依赖于实用且经济的用于聚集体的无机粘合剂。砂浆、抹灰和灰泥为惰性聚集体、粘合剂和其它功能性添加剂的混合物，在与水混合形成浆料时，上述砂浆、抹灰和灰泥用于填充砖块与砌块之间的空隙、或覆盖砖块和砌块并使其干燥和固化以提供审美上令人愉悦的功能性填料或覆盖物。为了便于说明，本文中对砂浆的所有论述包括砂浆、抹灰、灰泥、石膏、样板、石灰水、涂料和它们的通俗衍生物。此外，对砖块或砖块类的论述应包括石头、砌块和其它砖石建筑单元。砂浆以湿态应用，然后通过称为初凝、随后完全硬化的双相工艺使其原地干燥。凝固描述了砂浆由塑性转变为固态的起点。硬化为凝固工艺的二次固结，通过硬化，砂浆和灰泥获得它们长期的功能性，包括强度。

石灰，更具体的氧化钙、氢氧化钙和衍生物已用作砂浆的粘合剂超过1000年。氢氧化钙由天然存在的石灰石(碳酸钙)制造，石灰石用称作煅烧的工艺热分解提供氧化钙(生石灰)和气体二氧化碳。生石灰随后用称作熟化的工艺与水接触提供氢氧化钙。在本文中石灰的定义也包括由高纯度碳酸盐石灰石、方解石石灰石、含镁石灰石、包含任何化学计量的碳酸钙和碳酸镁的均质混合物和化合物的含白云石或高镁白云石沉积物按照如上制备的氢氧化钙和氢氧化镁的混合物，称为生石灰、熟石灰、煅烧白云石或者完全或部分水合的煅烧白云石水合物(JAG，Oates，“Limes and Limestone”，Wiley，1998，ISBN3-527-295275)。为了便于说明，对诸如石灰、石灰石、生石灰、熟石灰或Ca(OH)₂的石灰的钙组分的任何论述也自然包括钙与镁为任何比例的类似的钙/镁化合物。例如，熟石灰Ca(OH)₂类似于xCa(OH)₂.yMgO和xCa(OH)₂.yMg(OH)₂，生石灰CaO类似于xCaO.yMgO和石灰石，CaCO₃类似于xCaCO₃.yMgCO₃或xCayMg(CO₃)₂，其中在任何可能的组合中，x+y＝0，x＞0。纯氢氧化钙可用作砂浆粘合剂，因为纯氢氧化钙通过将砂浆中的聚集体颗粒粘合在一起的称为碳酸盐化的方法在大气中与CO₂反应提供碳酸钙，该纯氢氧化钙通常不限于基于在100℃在空气中干燥，尤其是在氢氧化钙的石灰膏或其它含水泥浆时，直至获得恒定质量的所得材料样品确定的Ca(OH)₂的质量百分比大于95％的材料。然而，此方法通常是不经济的，因为凝固时间长(通常以周测定)和/或非水硬的(凝固工艺需要空气接触，且此砂浆在水下不会凝固)和/或所得的砂浆对建筑目的具有较低的抗压强度和抗弯强度。凝固时间定义为BS196-3：2005中所描述的维卡终凝时间。这种氢氧化钙材料经常称为熟石灰、粉末石灰、粉末熟石灰、粉末建筑石灰或半流体石灰膏。为了便于说明，本文中的所有此类材料应称为熟石灰。用熟石灰制得的砂浆被称为气化石灰(air lime)。