專利名稱：經(jīng)高壓流體處理的硬化的水硬水泥、陶瓷或粗混凝土骨料的制作方法
發(fā)明的背景凝固和完全硬化的水硬水泥，以及硬化或燒制的陶器或陶瓷基體都是多孔、性脆且較弱的。它們?nèi)菀组_裂，難以進(jìn)行永久性修復(fù)。事實上，最佳且最通常的一種方法一般是進(jìn)行更換。
過去人們已經(jīng)使用了兩種不同的技術(shù)來試圖提高上述材料的物理性能。第一種方法是在硬化或燒制前通過混入液態(tài)“改性劑”、粒狀摻和劑或纖維增強物來對濕漿進(jìn)行改性。第二種方法是將一些化學(xué)物質(zhì)(通常為液體)對硬化基材進(jìn)行表面涂覆，或者使其滲透遷移進(jìn)入硬化基材中。類似地，在產(chǎn)生裂縫或破裂之后，可以用粘合劑和填料來修補，在裂紋的邊緣之間形成橋接或者阻礙裂紋進(jìn)一步生長，這些粘合劑和填料可能稍微滲入基體中，也可能沒有滲入基體中。另一種方法是當(dāng)出現(xiàn)表面開裂、產(chǎn)生凹坑或形成大裂縫時，采用專用混凝土、水泥或灰泥填充損壞區(qū)域(可以事先除去松動的殘損物，也可以不除去)。用這些方法產(chǎn)生或修復(fù)的粘結(jié)材料，使其恢復(fù)成或使其適合于高性能用途時不很成功，這里所述的高性能用途是指拉伸強度、能夠避免產(chǎn)生新的或進(jìn)一步的裂縫或破裂、撓性或延性是所需性能。
用于本發(fā)明申請的詞“水泥”(單獨使用或與其它詞結(jié)合使用)是指任何類型的粘結(jié)材料，其制法是將該材料與水和一種或多種無機組分一起制成漿料，該漿料通過反應(yīng)過程產(chǎn)生水凝膠使其粘結(jié)在一起。此定義包括但不限于陶瓷、陶器、粘土、泥、陶、硅酸鹽水泥(portland)、天然和飛灰火山灰、石灰、石膏、其它粘結(jié)材料等。
在水泥基體中加入砂和/或粗骨料(平均大小一般在3/8＂和3-1/2＂之間)形成混凝土或灰泥時也遇到了問題。許多砂和粗骨料(aggregate)本身的性能和行為與硬化的水泥、陶器或未燒制或燒制的陶瓷基體類似。此外，某些粗混凝土骨料(特別是沸石和白云石)會與水硬水泥反應(yīng)，正是水硬水泥在混凝土和灰泥中將這些骨料粘合在一起的。而孔隙度高、強度低的骨料也會產(chǎn)生問題。因此，由于這些問題使得許多常見骨料被禁止用于混凝土。
硬化的人造基體和天然骨料的化學(xué)組成、形態(tài)、幾何尺寸和微形態(tài)決定了分解反應(yīng)進(jìn)行的劇烈程度，分解反應(yīng)通常是堿/二氧化硅反應(yīng)(ASR)的結(jié)果。為了在某種程度上解決上述問題，可將骨料浸泡在水、鹽、酸或甚至強堿中，但是其結(jié)果并不一致并且通常是令人失望的。因此，在當(dāng)?shù)禺a(chǎn)的骨料用于混凝土不適合時，必須進(jìn)口或特制合適的骨料，而其費用是相當(dāng)大的。
本發(fā)明尋求緩解這一類型問題的方法，它用超臨界流體處理天然或人造的水泥和/或骨料來改變其表面、表面層、有時是改變其整體的化學(xué)組成和/或微結(jié)構(gòu)。
人們可從文獻(xiàn)中知道，每一種純物質(zhì)都具有一定的溫度/壓力臨界值，當(dāng)溫度和壓力同時超過溫度和壓力的臨界值時，這一物質(zhì)的所有性能都會發(fā)生連續(xù)變化，而不會顯示氣相/液相之間的不連續(xù)性。這一壓力和溫度稱為純物質(zhì)的“臨界壓力”和“臨界溫度”(Tc和Pc)。臨界壓力和臨界溫度結(jié)合起來稱為純物質(zhì)的“臨界點”。一種物質(zhì)或混合物被升高至超過臨界點時稱為“超臨界”。術(shù)語“超臨界流體”是指處于這一狀態(tài)下的物質(zhì)、混合物或溶液。超臨界純物質(zhì)、混合物和溶液顯示各不相同程度的溶劑行為以及與其它元素和化合物的反應(yīng)性。
在我的于1996年5月21日公布的美國專利5,518,540(“′540專利”)中揭示了當(dāng)硬化的多孔水泥或陶瓷基體與單獨使用的超臨界二氧化碳(＂scCO2＂)接觸時，scCO2會注入基體中，造成化學(xué)組成和微結(jié)構(gòu)上的變化，從而在基體中產(chǎn)生所需的性能和行為，該專利所揭示的內(nèi)容參考結(jié)合于本發(fā)明中。
發(fā)明的概述本發(fā)明用到了′540專利揭示的內(nèi)容，但使用或結(jié)合使用了經(jīng)選擇的超臨界物質(zhì)、混合物和溶液(通常是氣體或液體)，但并不一定限于此，在許多情況下不用CO2，但如果需要的話使用CO2(超臨界或非超臨界的CO2)，以某種所需和可預(yù)定的方式來改進(jìn)硬化的水硬水泥、陶器、陶瓷等，以及粗骨料基體。
為了實現(xiàn)這一目的，本發(fā)明使用了三種不同方法的一種或多種來增強基體的特性。一種方法是使基體或經(jīng)預(yù)先浸漬的材料與超臨界流體反應(yīng)。第二種方法是將超臨界流體用作溶劑來攜帶一些材料進(jìn)入基體的孔隙中，將這些材料沉積在基體孔隙中，和/或使它們與基體中形成的化合物或預(yù)先浸漬進(jìn)入基體中的化合物進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，得到可預(yù)見的所需變化。第三種方法是將超臨界流體用作溶劑將基體本身中的材料溶解并提取出來，或者將預(yù)先浸漬進(jìn)入基體中的或作為反應(yīng)產(chǎn)物產(chǎn)生于基體內(nèi)的材料提取出來。這三種方法可以分開使用、依次使用，或者可以同時使用，以改進(jìn)硬化的材料。當(dāng)結(jié)合使用時，它們的使用次序也可以變化。另外，反復(fù)地、依次地與超臨界流體接觸可以使得經(jīng)選擇的化合物浸漬進(jìn)入基體中或從基體中提取出來。表1說明了這些方法可能的結(jié)合方式。
表1
上述三種超臨界方法的任一種或全部都可以在封閉的反應(yīng)器中進(jìn)行和/或在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下進(jìn)行，通常用噴嘴進(jìn)行，如美國專利5,336,869和5,482,211中所述。該專利中所述類型的設(shè)備及其它設(shè)備，當(dāng)尺寸適當(dāng)時，即可適于輸送用作反應(yīng)物、浸漬溶劑或提取溶劑的超臨界流體。超臨界流體進(jìn)入硬化基體的滲透過程與壓力、超臨界接觸時間以及在任何反應(yīng)過程和/或浸漬過程中建立的平衡有關(guān)。
本發(fā)明的一個關(guān)鍵特征是例如，向水泥基體中浸漬進(jìn)入或從水泥基體中提取出如粉狀塑料或金屬懸浮液、金屬或有機溶液、水和有機和/或無機分子這些物質(zhì)，以涂覆或其它方式，按所需要求改進(jìn)或改變水泥、巖石或骨料的硬“骨架”的性能。這可以(但不一定必需)與硬化基體的碳酸鹽化(carbonation)結(jié)合使用，用以產(chǎn)生′540專利中所述變化，或下列化學(xué)計量反應(yīng)式所示反應(yīng)和其它類似反應(yīng)
根據(jù)本發(fā)明，選擇超臨界CO2以外的至少一種溶質(zhì)或幾種溶質(zhì)的組合，這些溶質(zhì)通常選自那些在室溫和室壓下為氣態(tài)或液態(tài)的物質(zhì)。加熱和加壓這一物質(zhì)或物質(zhì)的組合至一種或多種物質(zhì)的臨界點以上。由于二元或三元體系具有各組分的臨界點，又因為各組分在超臨界狀態(tài)下會引起不同的的溶劑性能和反應(yīng)性程度，因此有可能配制混合物質(zhì)，使其對于欲被處理的基體而言具有獨特的性能，以便賦予基體所需的特性。
例如，多種物質(zhì)的組合即混合物中的一種組分可以具有強的四極矩(如CO2)，而另一組分可具有強的偶極矩，如丙烯(C3H6)。這一組合是高度極性的，對極性物質(zhì)顯示強的親合力。只要它們之間不會發(fā)生不希望有的互相反應(yīng)，第三種、甚至第四、第五種物質(zhì)都可以加入物質(zhì)組合即混合物中來改變基體的其它性能和/或行為，此時可加入多少種物質(zhì)實際上并無限制。由于超臨界二元和三元的混合物和溶液的性能、分子動力學(xué)和化學(xué)動力學(xué)通常是已知的，記載于文獻(xiàn)中，因此可以容易地選擇某種合適的物質(zhì)或物質(zhì)混合物來完成浸漬進(jìn)入基體或從基體中提取的目的。
因此，本發(fā)明的一個目的是提供一種改進(jìn)硬化的水泥或陶瓷基體、砂、礫石和/或粗骨料的方法，它是用單一的超臨界流體或者用一些超臨界流體的組合來處理這些材料的，所述流體與這些材料反應(yīng)和/或?qū)⑷苜|(zhì)、反應(yīng)物或懸浮體浸漬進(jìn)入這些材料中和/或從這些材料中提取反應(yīng)產(chǎn)物、溶質(zhì)或懸浮體。
本發(fā)明還有一個目的是使用如下物質(zhì)通過反應(yīng)、浸漬和/或提取來改進(jìn)硬化的水硬水泥、陶瓷基體或較大骨料，所述物質(zhì)僅是超臨界的CO2，或者是超臨界的CO2與其它超臨界物質(zhì)(通常在室溫(約33℃)和海平面大氣壓力(1巴)的條件下是氣體或液體，但不限于這些液體或氣體)的結(jié)合，和/或與附加材料(包括但不限于水、常規(guī)溶劑和/或反應(yīng)物)的結(jié)合，這些附加材料可以在其臨界點以上或以下。
本發(fā)明的另一個目的是使用如下物質(zhì)通過反應(yīng)、浸漬和/或提取來改進(jìn)硬化的水硬水泥、陶瓷基體或較大骨料等，所述物質(zhì)是超臨界CO2之外的超臨界物質(zhì)，含有或不含非臨界的(氣相、液相或固相)CO2，或者是它與附加材料(包括但不限于水、常規(guī)溶劑和/或反應(yīng)物)的結(jié)合，這些附加材料可以在其臨界點以上或以下。
較佳實施方案的描述本發(fā)明方法可以很好地用來使硬化和半硬化的粘結(jié)或水硬水泥基體的微形態(tài)和性能發(fā)生許多變化。為了方便起見，在本申請中有時將這些硬化和半硬化的基體稱為“化學(xué)粘合的陶瓷(Chemically Bonded Ceramics”)即＂CBC＂。通過單獨地、依次地或結(jié)合地使用這三種方法(反應(yīng)、浸漬、提取)，可以在水化的水泥漿料或混凝土成形(如通過澆注、模制、擠壓或pultruding等)的過程中或者更通常的是在成形過程之后，使基體產(chǎn)生變化。
表2列出了一些代表性的、在超臨界狀態(tài)下用于本發(fā)明時較為實用的物質(zhì)，以及它們的有關(guān)性能。表2只是說明性的，并不是可用于本發(fā)明實踐的物質(zhì)詳盡而完整的舉例。這些物質(zhì)可以單獨使用或結(jié)合使用，這取決于要求實現(xiàn)一個特定結(jié)果所需的溶劑性能或與基體的反應(yīng)性。二元或三元混合物的臨界溫度連線(tie-lines)是易于理解的，通?？梢杂嬎愕玫?參見McHugh,M.A.Krukonis,V.J.“超臨界流體提取”(Super Critical Fluid Extraction＂，第二版，第29-187頁，Butterworth-Heinenman,1994)。
表2<
從′540專利可知，用scCO2處理水泥基體會導(dǎo)致CO2與Ca[OH]2的反應(yīng)，促使方解石、球霞石、文石或碳酸鈣的其它多形體的形成。
水泥基體的性能還可以用其它方式改變，如前面總結(jié)的代表性反應(yīng)所示。CO2之外的超臨界流體和非超臨界流體也可以用作非反應(yīng)性溶劑，用于攜帶溶質(zhì)進(jìn)入硬化基體中，或者從硬化基體中提取溶質(zhì)。當(dāng)使用一種或多種非超臨界流體時，該流體(包括其中的任何溶質(zhì)和/或顆粒懸浮體)應(yīng)與超臨界流體混合，該超臨界流體通常不是scCO2，但也可以包括scCO2。
本發(fā)明的另一個特點是盡可能使用一些可得到的廢產(chǎn)物流，以既經(jīng)濟(jì)又對環(huán)境有利的方式來制造CBC基體，該基體具有迄今為止不能得到的優(yōu)越特性。所述廢產(chǎn)物流如飛灰、底灰、電弧爐灰、采石場粉塵、礦井尾渣、某些濾餅渣、如無定形的二氧化硅、硅酸鈣渣(在處理和制造鎢的過程中產(chǎn)生的)，以及類似材料。這些材料都很便宜。在本發(fā)明中采用這些材料可以節(jié)省處理和/或清除的費用，在環(huán)境上也是很有利的，因為它減少了這些污染物的排放。
例如，在較佳的實施方案中，通過向燒煤發(fā)電廠的煤料中加入CaCO3(方解石)，使飛灰中含有更多的CaO，并產(chǎn)生更多的CO2煙道氣體。使氧化鈣與粉狀飛灰(例如經(jīng)過液氮熱沖擊處理進(jìn)行粉化以減小灰的粒徑)混合，與5％H3PO4溶液結(jié)合使用，可制得一種新的硬質(zhì)CBC，該CBC可以用煙道氣中的CO2作為超臨界流體與另一種煙道氣主要組分N2和/或其它氣體的混合物進(jìn)行處理，得到所需的CBC特性。
本發(fā)明的這種實施方案有很重要的意義，因為它使用了發(fā)電過程中的廢料來制造和處理CBC,CBC的形狀如磚塊、墻板、鐵路軌枕等，以及許多其它成品。而一部分電能又可用來制備液氮或液NH3。后者與SO2或SO3形式的S結(jié)合，得到肥料硫酸銨(NH4)2SO4。在低硫煤的情況下，可以直接向土壤中注入冷的液NH3以提高莊稼的產(chǎn)率。
事實上，廢氣中的CO2甚至不需要干燥，使得極性H2O分子可以用來將高介電的添加劑攜帶進(jìn)入CBC基體中。例如，對通常型Ⅰ水泥而言，使用這一方法使CO2排放降低，這對環(huán)境是很有利的，因為2000磅硅酸鹽CBC會消耗掉煙道氣中的約1000-1100磅CO2。例如，使用“濕”或潮濕的CO2有可能將水溶性的丙烯酸類單體攜帶進(jìn)入CBC中，使其改變顏色，從而用作內(nèi)部涂料。
在另一個實施方案中，可以將～3％的過氧化氫與CBC引發(fā)劑(如氧化物、氫氧化物、磷酸)一起引入飛灰中，制得很輕、通常顏色較淺的、泡沫狀、未經(jīng)處理的火山灰基體(其硅含量比大多數(shù)硅酸鹽CBC的硅含量大得多)。在用超臨界CO2(″scCO2″)處理后，硬化的CBC基體可以用作輕質(zhì)的水泥骨料添加劑。
還可以選擇既有反應(yīng)物性能又有溶劑性能的流體。
本發(fā)明的另一方面是使用浸漬來將溶解的材料傳輸進(jìn)入并沉積在基體中。這些材料可以留在未經(jīng)處理的CBC基體微孔壁的合適位置，或吸附于微孔壁上，或進(jìn)入微孔壁內(nèi)，或者可以隨后用超臨界流體作為溶劑與這些材料反應(yīng)或提取這些材料。例如，這種浸漬可以用來通過向濕的水泥漿料中混入例如易溶解于超臨界溶劑中的一些物質(zhì)來提高材料的孔隙度。用于這一用途時，聚合材料通常應(yīng)該具有較低的分子量(如低于100,000)，并理想地成型為小球或小線料。在漿料硬化后，用超臨界流體溶解并提取掉基體中這種聚合夾雜物，從而在基體中留下孔隙。
也可以用提取方法來除去先已浸漬進(jìn)入基體中的材料，或者是除去基體與超臨界流體或化學(xué)溶劑反應(yīng)所產(chǎn)生的材料。
為了得到優(yōu)化的工藝條件、進(jìn)行過程的控制和終止，知道或設(shè)法確定用來實現(xiàn)所需反應(yīng)和/或?qū)崿F(xiàn)在多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)或穿過多孔結(jié)構(gòu)的質(zhì)量傳遞所必要的參數(shù)是很重要的。做到這一點的一個較佳方法是通過實驗來確定滲入、反應(yīng)、浸漬和/或提取的程度，例如取得基體的剖面或內(nèi)芯的樣品，然后用顯微鏡觀察其切面或者向切面上施加能顯示滲入和/或反應(yīng)的著色物質(zhì)(dies)來進(jìn)行分析。滲入的接近近似值也可以事先用數(shù)學(xué)方法來確定，例如本申請末尾參考文獻(xiàn)目錄中的文獻(xiàn)(1)至(8)中所概述的。
在另一個實施方案中，使用N2、SF6或其它非反應(yīng)性氣體將底材首先沉積在未反應(yīng)的CBC基體中。接著用scCO2(是否含有其它添加劑都可以)來處理該基體。
還有一個實施方案是在最初制備CBC基體時將某些材料加入其中。如上文所述，可以用飛灰、5％H3PO4溶液、MgO或CaO分別以60∶32∶5的重量比例來制備CBC。
只要有可能，應(yīng)利用硅酸鹽CBC或飛灰中的強放熱而又非常迅速的scCO2反應(yīng)，在前者中形成方解石，在后者中形成沸石型結(jié)構(gòu)。混合氣流中scCO2的驅(qū)動力會真正地將其它組分(固體、液體或氣體)吸入到基體中。
一個給定的結(jié)構(gòu)可以多種方式與超臨界流體接觸，包括在戶外(野外)條件下或者在為此用途設(shè)計的壓力容器中。野外條件下所用的噴嘴體系是已知的，如上所述。
例如，為了對混凝土道路進(jìn)行表面處理，可以將固態(tài)CO2即“干冰”置于用于平整道路的壓路機(蒸汽壓路機)下面使道路與scCO2接觸?；炷谅访嫔蠅郝窓C的重量(即壓力梯度)和道路溫度一起使CO2流體(在壓路機下)和混凝土之間進(jìn)行反應(yīng)，在混凝土中形成一薄層方解石，對混凝土起增硬和強化的作用。將進(jìn)料機構(gòu)直接放在壓路機的前方，用來將壓碎的干冰(如尺寸小于1＂)撒布到壓路機下面。此外，可以用三相點噴槍來施加壓碎形式的干冰。
因此，有可能用事實上任何組合的超臨界流體來實施本發(fā)明，使新硬化的或舊硬化的水泥基體與這些流體接觸，將混凝土粘合在一起或者形成各種形式和要求的制成品。以下是一些實施例，說明了如何使用本發(fā)明來制造一些具體的產(chǎn)品。
例如，地磚和飾面磚可以用水泥基材料壓制得到。當(dāng)它們硬化(水化)時，產(chǎn)生氫氧化物。
先用苯乙烯-丁二烯膠乳“涂覆”水化的磚，然后使此磚與例如由乙烯組成的超臨界溶劑接觸。乙烯溶解苯乙烯-丁二烯涂層，并將其傳輸進(jìn)入硬化的基體中。此后，再將該磚與超臨界二氧化碳短時間接觸，這就將基體在很淺的表面深度上密封起來。此外，還可以用甲烷和二氧化碳的混合物來使該磚的僅一部分碳酸鹽化，此時pH值仍較高。
另一個實施例是，在混凝土表面上放置一塊平行碳纖維用干燥過的苯乙烯丁二烯粘合在一起的板，然后噴灑上超臨界丙烯。該超臨界溶劑溶解一部分膠乳并把它們輸送至鄰近表面的混凝土的孔隙和毛細(xì)孔隙中，從而將碳纖維織物和混凝土表面永久地粘合起來。這種方法可以用來將金屬、玻璃或塑料的織物、機織織物和單根線材料等粘合到混凝土和其它CBC表面上。
本發(fā)明還可以用來對混凝土基管子的表面起增硬和強化的作用。它可以處理新管子，或者現(xiàn)場處理已經(jīng)裝設(shè)的水泥管和混凝土管以及混凝土預(yù)鑄件(pre-casts)。可能受到水害的混凝土設(shè)施(如堤壩、混凝土樁、溢道等的表面)也可以就在水中進(jìn)行處理以防止離子擴(kuò)散。處理可以如下進(jìn)行使噴射超臨界流體的噴嘴放在離欲處理表面很近的位置，將溶質(zhì)注入表面內(nèi)，這些溶質(zhì)會封閉混凝土的孔隙和毛細(xì)孔隙，如果需要反應(yīng)的話，使氫氧化物反應(yīng)形成碳酸鹽。
本發(fā)明的另一種用途是將成批大混凝土骨料進(jìn)行處理使其變成細(xì)粒砂，因為大的骨料會進(jìn)行反應(yīng)或以其它方式損壞混凝土或其它CBC結(jié)構(gòu)。這種處理是在反應(yīng)器中進(jìn)行的，要確保嚴(yán)密控制輸送到骨料中的和/或吸附在外露表面上和孔隙和毛細(xì)孔隙內(nèi)的化學(xué)物質(zhì)。
本發(fā)明還可以用來例如制備輕質(zhì)骨料，具體制備如下將花崗巖采石場的細(xì)粒與石灰、高鋁酸鹽含量的火山灰、水和過氧化氫粘結(jié)制得漿料，然后進(jìn)行滾壓或翻滾以封閉表面。水化完全后，使骨料接觸超臨界CO2和N2的混合物以封閉其表面。在這一過程中，氮原子與CaAlSiO反應(yīng)形成SiAlON和CaCO3化合物。所得骨料具有光滑、規(guī)則的表面，硬度很大，重量很輕，其芯子是多孔的。
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權(quán)利要求
1．一種處理硬化水泥基體以改變該基體特性的方法，所述方法包括以下步驟提供超臨界流體，所述超臨界流體包含至少一種CO2之外的物質(zhì)，能夠影響基體，使超臨界流體浸漬進(jìn)入基體的通道中，使該所述物質(zhì)保持在基體中一段時間，選擇時間長短使所述物質(zhì)以所需方式影響基體。
2．如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超臨界流體不含CO2。
3．如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述超臨界流體包含CO2。
4．如權(quán)利要求3所述的方法，其中所述流體包含超臨界CO2，所述方法包括在浸漬步驟前將溶劑加入超臨界流體中。
5．如權(quán)利要求1所述的方法，其中所述物質(zhì)是超臨界CO2以外的超臨界物質(zhì)。
6．如權(quán)利要求5所述的方法，其中所述物質(zhì)是一種用于所需材料的溶劑，所述方法包括將該材料溶解在所述溶劑中。
7．如權(quán)利要求6所述的方法，其中所述溶劑也是超臨界物質(zhì)。
8．如權(quán)利要求6所述的方法，其中溶解步驟于浸漬步驟之前在基體外進(jìn)行，所述方法包括將所述材料沉積在基體內(nèi)部的步驟。
9．如權(quán)利要求7所述的方法，其中所述材料是在基體內(nèi)，所述方法包括在浸漬步驟后于基體內(nèi)將所述材料溶解在所述溶劑中的步驟。
10．如權(quán)利要求9所述的方法，該方法包括使含有溶解的材料的超臨界物質(zhì)流出基體外的步驟。
11．如權(quán)利要求1所述的方法，該方法包括以下步驟將一種第一材料放在基體內(nèi)，選用一種與第一材料能進(jìn)行反應(yīng)的第二材料，將所述第二材料溶解在一種溶劑中，將含有溶解的第二材料的該溶劑用作為超臨界流體物質(zhì)，在浸漬步驟后使第二材料與第一材料在基體內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。
12．如權(quán)利要求11所述的方法，其中所述物質(zhì)是超臨界物質(zhì)。
13．如權(quán)利要求12所述的方法，其中所述超臨界物質(zhì)是超臨界CO2以外的物質(zhì)。
14．一種改變硬化水泥基體內(nèi)部特性的方法，所述方法包括以下步驟提供一種超臨界流體，將一種材料溶解在一種流體物質(zhì)中，將所述流體物質(zhì)混入所述超臨界流體中形成一種混合物，使所述混合物流經(jīng)所述基體中的通道。
15．如權(quán)利要求14所述的方法，其中溶解所述材料的步驟是在基體內(nèi)部進(jìn)行的，所述方法包括使含有溶解的材料的混合物流出基體的步驟。
16．如權(quán)利要求14所述的方法，其中溶解步驟是在基體外進(jìn)行的，所述方法包括使混合物流入基體中通道的步驟。
17．如權(quán)利要求14所述的方法，包括提供一種能與所述材料進(jìn)行反應(yīng)的反應(yīng)物，將所述材料和所述反應(yīng)物這兩者中的一種放置在基體內(nèi)部，而將這兩者中的另一種溶解在流體物質(zhì)中的步驟，以及包括使反應(yīng)物和材料在基體內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)的步驟。
18．如權(quán)利要求17所述的方法，其中放置步驟包括提供一種包含所述材料的水泥漿料，將此水泥漿料固化成硬化的水泥基體，使所述材料成為該水泥基體的組成部分。
19．如權(quán)利要求18所述的方法，其中放置步驟包括將所述材料溶解在一種溶劑中形成溶液，使所得溶液處于超臨界狀態(tài)，在超臨界狀態(tài)下使包含溶解的材料的所述溶液浸漬進(jìn)入所述基體的通道中，使溶液中的所述材料沉積到基體上。
20．如權(quán)利要求19所述的方法，其中所述反應(yīng)物是CO2以外的材料，所述方法包括以下步驟將反應(yīng)物夾帶在所述超臨界流體中，使包含反應(yīng)物的超臨界流體浸漬進(jìn)入所述通道中，使所述材料和所述反應(yīng)物在基體內(nèi)部進(jìn)行反應(yīng)。
21．如權(quán)利要求14所述的方法，包括以下步驟將所述材料放置在基體內(nèi)部，提供一種用于所述材料的溶劑，并使其成為所述超臨界流體的溶劑部分，使超臨界流體流經(jīng)基體中的通道，讓所述材料溶解在所述溶劑中從而在所述材料預(yù)先放置的基體中形成孔隙，使其中含有溶解的材料的所述溶劑流出基體，從而形成輕質(zhì)基體。
22．如權(quán)利要求21所述的方法，包括形成一種水泥漿料和固化該漿料成為硬化的水泥基體，其中放置所述材料的步驟包括以所述材料形成許多種形體，在固化步驟之前將這些形體混入所述漿料中。
23．如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述形體包括小球體。
24．如權(quán)利要求22所述的方法，其中所述形體包括纖維。
25．如權(quán)利要求14所述的方法，包括提供一種能與所述材料反應(yīng)的反應(yīng)物的步驟，并還包括以下步驟將所述材料和所述反應(yīng)物這兩者中的一種放置在基體內(nèi)部，將這兩者中的另一種夾帶在超臨界流體中，以及讓所述材料和所述反應(yīng)物在基體內(nèi)部發(fā)生反應(yīng)。
全文摘要
用三種方法中的一種或多種來改進(jìn)水泥基體性能,它們可單獨、依次、或以任何所需方式結(jié)合使用。在每種情況下,使包含至少一種CO
文檔編號C04B40/00GK1224407SQ97196152
公開日1999年7月28日 申請日期1997年5月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月19日
發(fā)明者小R·H·瓊斯 申請人:材料技術(shù)有限公司