專(zhuān)利名稱(chēng)：水泥組合物及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及適合用于涂層表面的材料，尤其用于巖石的表面，涉及其制備方法以及使用本發(fā)明的材料進(jìn)行表面處理的方法。
背景技術(shù)：
過(guò)去曾建議將涂料施用于礦井中的巖石表面，其目的是提供支撐或氣體障礙物，其通過(guò)噴涂有機(jī)聚合物的水乳濁液并且使該乳濁液凝結(jié)，用以在該表面產(chǎn)生薄膜或表層形式的柔性涂層。為此目的已經(jīng)披露的聚合物包括聚氨基甲酸酯和聚氯丁二烯。后者已經(jīng)披露于南非專(zhuān)利第8203384號(hào)。
最近WO 98/58886披露了一種含有兩部分的組合物。一部分是有機(jī)聚合物的水乳濁液，例如乙烯和乙烯基乙酸酯的共聚物。另一部分是水泥組合物，其能夠吸收至少其自身重量的水分。所披露的水泥組合物為鈣釩石形成的(ettringite-forming)組合物。制備鈣釩石的公知方法是用硫酸鈣、石灰和高鋁水泥源進(jìn)行制備。在WO98/58886中使用高鋁水泥并且該石灰通過(guò)普通的波特蘭水泥來(lái)提供，而硫酸鈣通過(guò)硬石膏來(lái)提供。
在使用時(shí)，將該兩部分噴涂在礦井的巖石表面以形成涂層。該專(zhuān)利還披露了一種由水泥組合物和干燥的聚合物乳濁液制成的固體干混合物，隨后將水加入該混合物中。
日本專(zhuān)利申請(qǐng)第05 170496A號(hào)披露了一種防水彈性地板鋪設(shè)材料，該材料包括高鋁水泥且每100份重量的水泥，有5-50份的纖維、30-300份的聚合物、以及50-300份的集聚體(aggregate)。將該聚合物加入水泥中作為水分散體。該專(zhuān)利報(bào)道當(dāng)使用小于50份的集聚體或小于5份的纖維時(shí)不會(huì)顯現(xiàn)足夠的強(qiáng)度。
本發(fā)明解決的問(wèn)題涂料，尤其那些施用于礦井壁的涂料必須具柔韌性且具有適宜的抗拉強(qiáng)度。由披露于上述WO 98/58886的組合物制成的涂料已表現(xiàn)出隨著時(shí)間推移柔韌性的逐漸損失。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月后最初具柔韌性的產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)一種脆化(embrittlement)的趨勢(shì)。這種長(zhǎng)期柔韌性的損失為一種不良特性，特別是對(duì)于已經(jīng)施用于礦井壁的涂料，因而存在提高這類(lèi)涂料的長(zhǎng)期柔韌性的需求。
本發(fā)明通過(guò)提供一種以鋁酸鈣為基本成分的新穎的組合物來(lái)解決該問(wèn)題。與預(yù)期相反，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可通過(guò)降低來(lái)自那些披露于WO 98/58886的硫酸鈣和石灰的含量來(lái)提高由組合物衍生而來(lái)的涂料的長(zhǎng)期柔韌性，或就硫酸鈣而言，可將其從該組合物中完全省去。
另一個(gè)問(wèn)題是需要提高初期抗拉強(qiáng)度(early tensile strength)，例如在涂料用于礦井的2或4小時(shí)所顯示的強(qiáng)度。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供了一種解決辦法。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在2和4小時(shí)的抗拉強(qiáng)度可通過(guò)在涂層材料中加入少量的、通常小于5％(重量)的增強(qiáng)纖維而明顯提高。
發(fā)明簡(jiǎn)述根據(jù)本發(fā)明提供一種可固化組合物，該可固化組合物包括(i)水泥分，其包括至少25％，優(yōu)選30-99％的鋁酸鈣，其中至少40％是單鋁酸鈣(calcium monoaluminate)，該水泥組分可選地含有一種或多種顆粒填料，但含有小于10％(重量)的硫酸鈣，該百分比為基于水泥組分重量的重量百分比；以及(ii)有機(jī)聚合物的水乳濁液，相對(duì)于(i)的(ii)的量可提供0.5∶1-10∶1、優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1的聚合物固體與(i)的重量的重量比；或(iii)可分散的有機(jī)聚合物，且其中可分散的聚合物的量可給出0.5∶1-10∶1、優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1的聚合物與(i)的重量的重量比。
發(fā)明的有益效果使用含有鋁酸鈣的低硫酸鈣的組合物的優(yōu)點(diǎn)在于其可提供增強(qiáng)的長(zhǎng)期柔韌性的涂料，并且含有低的硫酸鈣但含有增強(qiáng)纖維的組合物的優(yōu)點(diǎn)在于其可提供不僅具有增強(qiáng)的長(zhǎng)期柔韌性而且具有增強(qiáng)的初期抗拉強(qiáng)度的涂料。
發(fā)明詳述術(shù)語(yǔ)“鋁酸鈣”是指不僅包括通常書(shū)寫(xiě)成水泥符號(hào)為CA的鋁酸鈣的形式，而且還包括其它書(shū)寫(xiě)成CA2、C3A、C12A7、C4AF、和C11A7CaF2的含有鋁酸鹽的水泥，以及還有鈣釩石和亞鐵鋁酸鈣(calcium ferroaluminate)。
術(shù)語(yǔ)“可固化”包括不含有水的組合物，但可通過(guò)添加水將其進(jìn)行固化。該干燥的組合物包括上述的部分(i)和(iii)，可將其在礦井中與水混合。
優(yōu)選地該水泥組分(i)包括有效量的纖維用以改進(jìn)從可固化組合物獲得的涂料的抗拉強(qiáng)度，但是不超過(guò)該水泥組分(i)的5％(重量)。
水泥組分水泥組分優(yōu)選包括30-99％(重量)的鋁酸鈣。該水泥組分的剩余部分(balance)可包括填料，例如磨碎的粒狀高爐礦渣或石灰石，優(yōu)選以微細(xì)顆粒的形式，優(yōu)選的微粒尺寸類(lèi)似于工業(yè)波特蘭水泥。
填料，如果存在的話(huà)，優(yōu)選小于100％(重量)的單鋁酸鈣的量或(在通過(guò)高鋁水泥提供鋁酸鈣的情況下)小于50％(重量)的高鋁水泥。
如果需要的話(huà)，觸變膠和固化控制劑(set control agent)可包含在水泥組合物中。
該水泥組分適宜地含有小于5％(重量)的硫酸鈣，較好小于1％的硫酸鈣，且更好為基本上不含硫酸鈣。
硫酸鈣，如果存在的話(huà)，可通過(guò)含有硫酸鈣的材料來(lái)提供，諸如β硬石膏、石膏、或熟石膏(plaster of Paris)。
在本發(fā)明的優(yōu)選具體實(shí)施例中，水泥組分，除了增強(qiáng)纖維(如果存在的話(huà))和少量諸如緩聚劑(retarder)、促進(jìn)劑、和諸如樹(shù)膠這樣的懸浮劑的添加劑之外，可基本上由工業(yè)級(jí)的高鋁水泥組成。
鋁酸鈣較好至少60％，更好至少75％，最好至少80％的鋁酸鈣由單鋁酸鈣(CA)來(lái)提供。
該鋁酸鈣可通過(guò)高鋁水泥來(lái)提供，有時(shí)叫做Ciment Fondu，其通常含有約50-80％(重量)的鋁酸鈣相(或30-65％的單鋁酸鈣(CA))。
工業(yè)高鋁水泥典型地含有60％的除了單鋁酸鈣之外的材料，這些其它材料典型地包括5-10％的鈣黃長(zhǎng)石C2AS、約2％的C12A7、約1％C2S、約3-5％的玻璃狀材料(glassy materials)、以及剩余物，其是混合的鋁鐵酸鈣(calcium aluminoferrites)。
這些其它材料，盡管進(jìn)行水合，與單鋁酸鈣相比它們反應(yīng)相對(duì)較慢，并且對(duì)初期強(qiáng)度沒(méi)有明顯影響。
高鋁水泥我們意指包括在根據(jù)英國(guó)標(biāo)準(zhǔn)915第二部分的高鋁水泥定義的范圍內(nèi)的任何水泥，即包括不小于32％(重量)的氧化鋁且具有在0.85和1.3∶1之間的氧化鋁與氧化鈣比率的水泥。適合的水泥為披露于英國(guó)專(zhuān)利第1,505,417號(hào)的Lafarge Fondu水泥，這類(lèi)水泥的典型分析，以重量計(jì)為38.5％氧化鈣，39.0％氧化鋁，16.5％氧化鐵以及4.0％二氧化硅。這種水泥典型地含有約40％(重量)的單鋁酸鈣(CA)。
一種尤為適宜的高鋁水泥是一種名稱(chēng)為Secar71的由Lafarge銷(xiāo)售的水泥，其分析結(jié)果如下＜31％氧化鈣＞68.5％氧化鋁＜0.3％氧化鐵＜0.3％二氧化硅。這種水泥含有約65％(重量)的單鋁酸鈣(CA)。
本發(fā)明的說(shuō)明書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“礦井”是指包括露天開(kāi)采礦、采石場(chǎng)、和包括隧道的所有地下工程。
本發(fā)明應(yīng)用于建筑行業(yè)，用于建筑物的處理包括內(nèi)部和外部墻、地板、和天花板。
當(dāng)在礦井中用于支撐時(shí)，例如作為鋼絲網(wǎng)的替代物，該產(chǎn)品是在巖石表面的柔性涂層。柔性表示涂層變形和允許多塊巖石移動(dòng)的能力、以及涂層保持負(fù)載的能力。
聚合物乳濁液有機(jī)聚合物的水乳濁液有時(shí)在本領(lǐng)域是指聚合物乳膠液，其可包括作為聚合物的一種或多種寬范圍的烯鍵式(ethylenically)不飽和單體或天然存在的聚合物的均聚物或共聚物。實(shí)例包括苯乙烯、苯乙烯-丁二烯共聚物、二乙烯基苯乙烯(divinyl styrene)、異丁烯酸甲酯、苯乙烯和異丁烯酸甲酯或馬來(lái)酐的共聚物、丙烯酸和丙烯酸酯樹(shù)脂、乙烯基乙酸酯及其與乙烯和其它烯烴(例如乙烯乙酸乙烯酯)的共聚物、增塑的氯乙烯共聚物。適合的聚合物披露于美國(guó)專(zhuān)利第4,849,018號(hào)，其結(jié)合于此作為參考?？墒褂镁酆衔锘蚬簿畚锏幕旌衔?。
優(yōu)選使用一種聚合物，其具有-50℃～50℃，更好為-10℃～10℃的玻璃化溫度(寫(xiě)作Tg)。
可加入諸如Cereclor(氯化石蠟)、鄰苯二甲酸二丁酯、和二甘醇的增塑劑以改進(jìn)柔韌性。以乳濁液的重量為基準(zhǔn)，乳濁液的適宜的聚合物固體含量為5-80％，優(yōu)選至少25％，例如30-70％，更好為45-65％。
當(dāng)使用可分散形式的有機(jī)聚合物時(shí)，該可分散聚合物通過(guò)干燥已方便地獲得，例如噴霧干燥含水聚合物乳濁液。該干燥的聚合物可商業(yè)上得到。
纖維該纖維適宜的長(zhǎng)度約為1-30mm，且適宜的直徑約為10-40微米。超過(guò)約30mm的長(zhǎng)度不是優(yōu)選的，這是因?yàn)楫?dāng)噴涂組合物時(shí)存在噴嘴被堵塞的危險(xiǎn)。該纖維可用諸如聚酰胺這樣的合成塑料或諸如聚丙烯或聚乙烯這樣的烴聚合物制成?？墒褂貌ＡЮw維，在這種情況下，纖維優(yōu)選用耐堿玻璃制成。可使用鋼纖維(steel fibres)但其并非是優(yōu)選的。
以水泥組合物的重量為基準(zhǔn)，適宜的纖維含量是從約0.01％或優(yōu)選從0.02至5％。應(yīng)該避免超過(guò)5％的量，這是因?yàn)檫@種含量在噴涂該組合物時(shí)可造成困難。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，用于制備可固化組合物的方法包括形成水泥組分(i)，其包括至少25％的鋁酸鈣，其中至少40％是單鋁酸鈣，所述水泥組分可選地包括一種或多種顆粒狀填充物，但含有小于10％(重量)的硫酸鈣，較好小于5％(重量)，更好基本不含硫酸鈣，該百分比為以水泥組分的重量為基準(zhǔn)的重量百分比，以及混合所述水泥組分(i)與(ii)有機(jī)聚合物的水乳濁液，相對(duì)于(i)的(ii)的量可提供0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1的聚合物固體與(i)的重量的重量比或與(iii)可分散的有機(jī)聚合物且其中可分散的聚合物的量可提供0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1的聚合物與(i)的重量的重量比。
涂布方法根據(jù)本發(fā)明的另一方面，用于涂布表面諸如巖石表面的方法包括在該表面噴涂(a)可固化組合物，其包括如上所述的水泥組分(i)和有機(jī)聚合物的水乳濁液(ii)；或(b)可固化組合物，其包括如上所述的鋁酸鈣(i)和干燥聚合物(iii)，水已加入其中且連續(xù)噴涂以在表面形成至少2mm厚的涂層并使該涂層固化。
當(dāng)使用有機(jī)聚合物乳濁液(ii)時(shí)，水可為已存在于乳濁液(ii)中的水，由此使用水乳濁液的水以水合該水泥組分。如果需要或優(yōu)選的話(huà)可加入額外的水。
當(dāng)將干燥聚合物乳濁液(iii)與鋁酸鈣(i)一起使用時(shí)，必須加入所需要的水用以水合水泥組分。
無(wú)論使用乳濁液還是干燥的聚合物乳濁液，水的重量較好為至少50％(重量)的水泥組合物(i)，更好為至少70％或90％?？墒褂么笥谒嘟M合物(i)重量的水，例如高達(dá)2倍、3倍、或甚至5倍。
優(yōu)選地，通過(guò)調(diào)整堿/酸的量來(lái)控制pH值，從而調(diào)整固化時(shí)間(setting time)?？杉尤肫渌乃啻龠M(jìn)劑或緩聚劑。當(dāng)需要引發(fā)或提高固化速率時(shí)，可通過(guò)加入一種堿來(lái)實(shí)現(xiàn)該目的。當(dāng)將混合物進(jìn)行噴涂時(shí)，可在噴嘴處或附近進(jìn)行該加入。強(qiáng)堿的加入可提供幾乎瞬時(shí)的固化。
加入諸如硼酸鹽這樣的膠凝劑可促進(jìn)聚合物的膠凝。膠凝的速率可通過(guò)選擇適宜溶解度的硼酸鹽來(lái)進(jìn)行調(diào)整。例如，硼酸鈣不如硼酸鋅易溶解，并給出更長(zhǎng)的膠凝時(shí)間，從而工作時(shí)間更長(zhǎng)。
其優(yōu)點(diǎn)在于不需要將混合設(shè)備進(jìn)行定期清理，例如每混合2-3次后，并且可以使用連續(xù)的放置器(placers)。
本發(fā)明還提供了一種處理礦井中的巖石表面的方法，其包括將水泥混合物和有機(jī)聚合物乳濁液噴涂到表面上以在該表面形成至少2mm厚的膜。
可施用涂層用以提供支撐。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以使用厚度約為4mm的涂層(例如約3-7mm)作為金屬絲網(wǎng)的替代物，用以防止剝落和松散巖石碎片在礦井中坍落，例如在美國(guó)稱(chēng)為第7號(hào)焊接金屬絲網(wǎng)的絲網(wǎng)。該涂層可在被稱(chēng)作“硬巖礦井”的礦井中使用，例如鎳或金礦，且也可在煤礦中。
例如當(dāng)采用房柱法(room and pillar method)開(kāi)采煤時(shí)，可使用該涂層用以減小礦柱的尺寸，該礦柱留下用以提供支撐，從而采出更多的煤。其可以通過(guò)在礦柱上噴涂該涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)，從而提高其承載能力。
還可以使用該涂層來(lái)穩(wěn)定礦壁(ribs)且用于通風(fēng)控制結(jié)構(gòu)的維修和密封。還可以施用該涂層以防止風(fēng)化，即新近外露的巖石表面被礦井中的空氣所侵蝕，或用于鈾礦中的氡氣的抑制，或用于穩(wěn)定筑堤(embankments)，例如在采石場(chǎng)中，用于穩(wěn)定隧道洞頂或類(lèi)似物。


圖1和圖2所示為用于混合和噴涂的裝置，用以使用本發(fā)明的涂料。
參見(jiàn)圖1，三條管線(xiàn)2、4、和6與同噴嘴8相鄰的室(chamber)7相連接。通過(guò)管線(xiàn)2提供預(yù)混的乳濁液/水泥，通過(guò)管線(xiàn)4提供空氣，在接觸乳濁液/水泥混合物之前，將其與來(lái)自管線(xiàn)6的促進(jìn)劑(如果使用的話(huà))進(jìn)行混合。包括水泥/乳濁液、空氣、和促進(jìn)劑的噴射液10從噴嘴噴出。
參見(jiàn)圖2，包括水泥和干燥聚合物乳濁液的干粉19盛放在可通過(guò)水平螺桿22從中將其取出進(jìn)入導(dǎo)管24的料箱漏斗20中。將來(lái)自?xún)x表25的受控量的水引入導(dǎo)管24并且通過(guò)螺桿22的作用與粉進(jìn)行混合。在重力下混合物從導(dǎo)管24進(jìn)料到容器26中，該混合物可通過(guò)Moyno泵27從容器26中取出，然后用于噴涂(未示出)。泵27運(yùn)轉(zhuǎn)比將混合物進(jìn)料到容器26中更快，因此在容器26中的滯留時(shí)間非常短。這種裝配(arrangement)稱(chēng)為連續(xù)放置器(placer)。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，上述所定義的可固化組合物可以?xún)刹糠窒到y(tǒng)的形式提供，其在混合時(shí)可提供上述所定義的可固化組合物。
該兩部分可包括含有鋁酸鈣和聚合物乳濁液的第一部分，以及包含用于水泥反應(yīng)的促進(jìn)劑和聚合物乳濁液的第二部分。
第一部分可包括用于水泥反應(yīng)的緩聚劑，而第二部分可包括用于水泥反應(yīng)的促進(jìn)劑。
基本上用于形成上述所定義的可固化組合物所需要的全部鋁酸鈣可以在第一部分中提供，而基本上全部聚合物乳濁液可在第二部分中提供。
每一部分優(yōu)選含有足夠的聚合物乳濁液用以提供流動(dòng)性(mobility)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種通過(guò)將含水組合物噴涂到基質(zhì)上獲得的涂層，該含水組合物包括如上所述的水泥組分、有機(jī)聚合物、和纖維，所述涂層具有抗拉強(qiáng)度以便厚度為3mm的試樣具有至少50磅/英寸2的抗拉強(qiáng)度，其是按照ASTM D412-98在2小時(shí)測(cè)定。
通過(guò)下列實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述。在所有下列的實(shí)施例中，首先制備水泥組合物，方法是將高鋁水泥、硬石膏(如果存在的話(huà))、碳酸鋰、庚酸鈉(sodium heptonate)、纖維(如果存在的話(huà))、以及填充物(如果存在的話(huà))混合成干粉。
然后，在環(huán)境溫度下，邊攪拌邊將制得的干水泥組合物加入盛放在混合輥筒中的含水聚合物乳濁液中。
通過(guò)將含水聚合物乳濁液和水泥組分的混合物注入模具(moulds)中并使其固化來(lái)制備涂層。
實(shí)施例1-4實(shí)施例1-3不是根據(jù)本發(fā)明，而其目的是用于比較。
制備一系列可固化涂層組合物，其中硫酸鈣的量不同，并且將該不同的組合物用作涂層。
涂層形成后，從2小時(shí)起相隔一定時(shí)間測(cè)量抗拉強(qiáng)度。
還測(cè)定了6個(gè)月時(shí)的柔韌性。
該組合物的詳情以及抗拉強(qiáng)度和柔韌性測(cè)量的結(jié)果總結(jié)在表1中。
所用部分均以重量計(jì)。
R.H.表示相對(duì)濕度。
HAC表示高鋁水泥。
表1

*Secar 71為含有＞68.5％氧化鋁的HAC且具有約65％(重量)的鋁酸一鈣的含量。
**Taevalon 705是從Air Products Korea獲得，并且為乙烯乙酸乙烯酯共聚物在水中的乳濁液且含有約54.5％(重量)的聚合物固體。
其具有0℃的玻璃化溫度Tg且其粘度在1900-2800厘泊(cps)之間以及pH值在4.0-5.0之間。
表1中的結(jié)果表明長(zhǎng)期柔韌性可通過(guò)降低組合物中硫酸鈣(硬石膏)的量來(lái)改進(jìn)。
貯存6個(gè)月后最具柔韌性的組合物是實(shí)施例4中不含有硫酸鈣的組合物。
實(shí)施例5和6實(shí)施例5和6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例。在實(shí)施例5和6中包括不同量的纖維。
涂層形成后，從組合物獲得的涂層的抗拉強(qiáng)度從2小時(shí)起按時(shí)間間隔進(jìn)行測(cè)定。
組合物和抗拉強(qiáng)度測(cè)量的詳細(xì)資料顯示在表2中。
表2

*長(zhǎng)度為4mm的聚丙烯纖維以商品名Fibrin 18進(jìn)行銷(xiāo)售。
HAC為在實(shí)施例1-4中所用的Secar 71。
抗拉強(qiáng)度的測(cè)定依據(jù)ASTM D412-98a將試樣澆鑄于深度為3mm的啞鈴狀模具中。
2小時(shí)后將試樣脫膜并(在2小時(shí)的情況下)立刻對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試或使其在25℃及65％R.H.下進(jìn)行固化直至進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試步驟如下在裝備有5000N負(fù)荷元件的Hounsfield Tensometer上以10mm/分鐘速率使試樣斷裂。通過(guò)將最大負(fù)載除以斷裂處的截面積則獲得抗拉強(qiáng)度。通過(guò)十字頭移動(dòng)來(lái)測(cè)定斷裂伸長(zhǎng)。
實(shí)施例5和6表明在組成中含有纖維的影響。
抗拉強(qiáng)度明顯提高，尤其在2和4小時(shí)的抗拉強(qiáng)度。
實(shí)施例5和6的產(chǎn)品在25℃及65％R.H.下放置6個(gè)月，其柔韌性基本上與實(shí)施例4相同。
實(shí)施例7-12制備一系列組合物，其中纖維的量不同并將其用作涂料。
HAC和纖維與用于實(shí)施例5和6的那些相同。
涂層形成后，從2小時(shí)起相隔一定時(shí)間測(cè)量抗拉強(qiáng)度。
還測(cè)定了6個(gè)月時(shí)的柔韌性。
組合物的詳情以及抗拉強(qiáng)度測(cè)量的結(jié)果記錄在表3中。
表3

6個(gè)月涂層的柔韌性基本上與實(shí)施例5和6相同。
表3中的結(jié)果表明一個(gè)意外的效果將纖維加入組合物中導(dǎo)致2和4小時(shí)的抗拉強(qiáng)度提高的百分比遠(yuǎn)大于24小時(shí)。
實(shí)施例13由列于表4中的排在前6行(the first 6 lines)的組分制成的水泥組合物并且與Taevalon聚合物乳濁液混合以提供1.5∶1的聚合物固體與水泥組合物的重量比。
在30℃及65％和100％相對(duì)濕度下按時(shí)間間隔測(cè)定抗拉強(qiáng)度，且結(jié)果記錄在表5中。
纖維和HAC與用于實(shí)施例5和6的那些相同。
表4

表5

柔韌性在6個(gè)月的柔韌性良好在直徑為18mm的曲線(xiàn)周?chē)膹澢?bending)處沒(méi)有出現(xiàn)破裂。
實(shí)施例14以前述的方式由表6中的組分來(lái)制備可固化組合物。
表6

按如上所述的方法對(duì)試樣進(jìn)行測(cè)試。
發(fā)現(xiàn)在6個(gè)月的試樣的柔韌性良好。
權(quán)利要求
1.可固化組合物，包括(i)水泥組分，包括至少為25％的鋁酸鈣，其中至少40％為單鋁酸鈣，所述水泥組分可選地含有一種或多種顆粒填料，但含有重量百分比小于10％的硫酸鈣，所述百分比為以所述水泥組分的重量為基準(zhǔn)的重量百分比；以及(ii)有機(jī)聚合物的水乳濁液，相對(duì)于(i)的(ii)的含量用于提供聚合物固體與(i)的重量的重量比為0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1或(iii)可分散的有機(jī)聚合物，并且其中可分散的聚合物的量可使聚合物與(i)的重量的重量比為0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可固化組合物，其中所述水泥組分(i)含有有效量的增強(qiáng)纖維以改進(jìn)從所述可固化組合物獲得的涂料的抗拉強(qiáng)度，但是不超過(guò)所述水泥組分(i)的重量的5％。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可固化組合物，含有水，以重量計(jì)，所述水的含量等于所述水泥組分(i)的重量的至少50％，優(yōu)選70％-250％。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可固化組合物，其中所述纖維由合成塑料、玻璃、或鋼制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可固化組合物，其中所述合成塑料為烴聚合物或聚酰胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求2至5任一權(quán)利要求所述的可固化組合物，其中所述纖維長(zhǎng)度為1-30mm，直徑為10-40微米。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一權(quán)利要求所述的可固化組合物，其中所述鋁酸鈣由工業(yè)級(jí)的高鋁水泥所提供。
8.制備可固化組合物的方法，所述方法包括制備水泥組分(i)，其包括至少25％的鋁酸鈣，其中至少40％為單鋁酸鈣，以重量計(jì)，所述水泥組分可選地含有一種或多種顆粒填料，但含有小于10％的硫酸鈣，所述百分比為以所述水泥組分的重量為基準(zhǔn)的重量百分比，以及將所述水泥組分(i)與有機(jī)聚合物的水乳濁液(ii)進(jìn)行混合，相對(duì)于(i)的(ii)的含量用于提供聚合物固體與(i)的重量的重量比為0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1，或與可分散的有機(jī)聚合物(iii)進(jìn)行混合，并且可分散的聚合物的量可使聚合物與(i)的重量的重量比為0.5∶1-10∶1，優(yōu)選0.6∶1-2.5∶1。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中加入有效量的增強(qiáng)纖維以改進(jìn)從所述可固化組合物獲得的涂料的抗拉強(qiáng)度，纖維的量不超過(guò)所述水泥組分(i)的重量的5％。
10.將涂料施用于表面的方法，該方法包括制備權(quán)利要求1所述的可固化組合物，以及將所述組合物噴涂到所述表面以制備厚度至少為2mm的涂層。
11.通過(guò)將包括水泥材料、有機(jī)聚合物、和纖維的含水組合物施于基質(zhì)而獲得的涂層，其中所述涂層具有抗拉強(qiáng)度，以致于3mm厚的試樣在2小時(shí)具有至少50磅/英寸2的抗拉強(qiáng)度。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的涂層，其中所述抗拉強(qiáng)度在2小時(shí)為至少100磅/英寸2。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可固化水泥組合物，該組合物包括(i)水泥組分，其包括至少為25％的鋁酸鈣，其中至少40％為單鋁酸鈣，所述水泥組合物可選地含有一種或多種顆粒填料，但含有小于10％(重量)的硫酸鈣，該百分比為以水泥組分的重量為基準(zhǔn)的重量百分比，以及(ii)有機(jī)聚合物的水乳濁液，相對(duì)于(i)的(ii)的量可用于提供聚合物固體與(i)的重量的重量比為0.5∶1－10∶1，優(yōu)選0.6∶1－2.5∶1，或(iii)可分散的有機(jī)聚合物，并且可分散的有機(jī)聚合物的量可使聚合物與(i)的重量的重量比為0.5∶1－10∶1，優(yōu)選0.6∶1－2.5∶1。該水泥組分(i)優(yōu)選含有有效量的纖維以改進(jìn)從可固化組合物獲得的涂料的抗拉強(qiáng)度，但是不超過(guò)5％的水泥組分(i)的重量。該無(wú)水組合物包括上述成分(i)和(iii)，可將其在礦井中與水進(jìn)行混合。
文檔編號(hào)C04B28/00GK1602286SQ02808103
公開(kāi)日2005年3月30日 申請(qǐng)日期2002年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2001年4月12日
發(fā)明者雅羅斯瓦夫·拉齊米日·德羅茲德, 羅德里克·麥克唐納·斯馬特 申請(qǐng)人:福斯洛克礦業(yè)國(guó)際有限公司