[发明专利]水泥强度增强剂

说明书

形成水泥组合物的方法。该方法包括向水硬性胶结材料中加入第一强度增强剂和第二强度增强剂，其中水硬性胶结材料中的总碱含量（Na₂O当量）为小于或等于胶结材料的0.7重量%。第一强度增强剂包括由结构式（I）表示的化合物：(I)，并且第二强度增强剂为硫酸钠、硫酸钾或其混合物。在本文中定义了结构式（I）中变量的示例性值及所加入的第一和第二强度增强剂的示例性量。

相关申请

本申请要求于2017年4月25日提交的美国临时申请No.62/489,798的权益。以上申请的全部教导以引用方式并入本文。

背景技术

水泥在凝固的早期阶段通常表现出低抗压强度(即与水混合后1至3天后的抗压强度)。水泥工业中一种用于增强早期抗压强度的解决方案是添加水溶性形式的碱金属(例如碱金属盐)。然而，这种解决方案的缺点是长期(后期)抗压强度(其通常在混合后28天测量)降低。因此，需要开发水泥添加剂以增加水泥组合物的早期抗压强度，而对后期抗压强度没有负面影响。

发明内容

现在已经发现碱金属盐和某些链烷醇二胺的组合充当水硬性胶结材料(hydraulic cementitious material)的有效强度增强剂，同时改善了早期抗压强度和后期抗压强度。

在第一示例性实施方案中，本发明为形成水泥组合物的方法。该方法包括向水硬性胶结材料中加入第一强度增强剂和第二强度增强剂，其中水硬性胶结材料中总碱含量(Na₂O当量)为小于或等于胶结材料的0.7重量％。第一强度增强剂包括由结构式(I)表示的化合物：

其中R¹、R²、R³和R⁴各自独立地为-(C₁-C₄)烷基-OH，并且R⁰为(C₁-C₄)亚烷基。第二强度增强剂为硫酸钠、硫酸钾或其混合物。第一强度增强剂以胶结材料的0.0005重量％-0.20重量％的量加入，第二强度增强剂以水硬性胶结材料的0.05-0.30重量％Na₂O当量的量加入。

在第二示例性实施方案中，本发明为由本文中公开的方法提供的水泥组合物。

在第三示例性实施方案中，本发明为用于制造胶结组合物的外加剂组合物。该外加剂组合物包含第一强度增强剂和第二强度增强剂。第一强度增强剂包括由结构式(I)表示的化合物：

其中R¹、R²、R³和R⁴各自独立地为-(C₁-C₄)烷基-OH，并且R⁰为(C₁-C₄)亚烷基。第一强度增强剂以外加剂组合物的固体干重的0.1-80％的量存在。第二强度增强剂为硫酸钠、硫酸钾或其混合物。第二强度增强剂以外加剂组合物的固体干重的20-99.9％Na₂O当量的量存在。

附图说明

前述内容将由以下如附图中所图解的本发明示例性实施方案的更具体的描述而变得显而易见，在附图中相同的附图标记在不同视图中始终表示相同的部分。所述附图并非一定是按比例的，而是将重点放在图解本发明的实施方案上。

图1是显示“相对于空白的Δ”(含有胶结材料的0.02重量％的THEED和0.4重量％的Na₂SO₄组合的砂浆样品与含有0.02重量％的单独的DEIPA的砂浆样品之间的砂浆制备后1天抗压强度值(以MPa计)的差异)的条形图。