新的大麻混凝土混合物和砂漿,它們的製備方法和應用的製作方法

2023-05-03 13:14:16 1

專利名稱：新的大麻混凝土混合物和砂漿,它們的製備方法和應用的製作方法
技術領域：
本發明涉及所謂的「大麻」混凝土和砂漿的技術領域，即含有大麻「廢料」或剝去大麻絲的大麻莖和/或其它大麻組分，例如纖維、纖絲、碎末、大麻粉，下文稱為「組分」。
這些砂漿和混凝土用於所有BTP(建築物和公共工程)用途以及混凝土和砂漿所有通常家用等用途。
值得一提的是，砂漿是由粘結劑(例如石灰、水泥等)和集料(例如沙、石粉、碎大理石粉等)的混合物與水構成。這種砂漿在建築中用於粘結和/或覆蓋結構件。
值得一提的是，混凝土是石料、砂礫和沙用水性或非水性粘結劑將彼此粘結起來的人造混合物。
存在的技術問題將大麻衍生物摻入混凝土或砂漿因「大麻」組分高度親水性而帶來很嚴重的問題。它們能吸收多達其重量約400％水或水基液體，這樣引起與砂漿或混凝土中所含水很強烈競爭反應。
如下文中可見，在現有技術中嘗試了克服該嚴重缺點的各種技術，然而，人們還不能防止所得混凝土或砂漿出現嚴重隨機的乾燥、凝結特性和機械性質，這在該領域中是不可接受的，這些缺點可能包括凝結困難，可能「破碎」凝結，混凝土不乾燥，或隨機乾燥，和/或差的或隨機的機械性質，和/或從外界吸收水(例如雨水)的危害，伴隨有微生物、黴菌發育，霜凍時易碎性等...
現有技術長久以來，甚至在古代就已知大麻砂漿或混凝土，其中大麻組分(特別是「大麻皮」)全部或部分地用作預製件中的集料。同樣，製備工藝也是廣為人知的，還已知目前產品和最現代產品類的供應商。
使用的粘結劑通常是石膏、石灰(這時用作水硬性粘結劑)和水泥，即水硬性粘結劑。
這些產品具有下列優點很好的隔熱和隔音性，結合機械強度非常好，其中包括在抗壓強度和彈性變形還原方面有價值的部分，使它成為適合地震標準的很好的產品。
在所有BTP和家用應用中，這些產品可用於大麻磚、瓦、牆壁、砌塊、或多或少輕的混凝土和砂漿。
然而，它們具有嚴重的缺點，儘管大部分相關工業竭盡全力，但還沒有克服這些缺點。因此，有關工業已經應對所述人們熟知而嚴重的缺點，例如乾燥缺陷和類似的缺陷。
所以，人們公認很需要這樣的大麻混凝土和砂漿，它們不再具有這些很大的、甚至嚴重的或者甚至可造成嚴重阻礙的缺陷，同時保持它們其它的優異性質。
對於翻新或改建過去的結構和古老建築物，即含有水硬性粘結劑的混凝土和砂漿可導致失敗的領域，有一種特別的需求。
發明概述本發明涉及大麻砂漿或混凝土，即在它們的配方中含有一種或多種大麻組分，其中粘結劑至少部分地由所謂的「熟」石灰，特別是含鈣石灰(calcic lime)構成。
正如人們知道的那樣，熟石灰是一種在水相中還原(reduction)後捕集二氧化碳(CO2)而在空氣中凝結的粘結劑，而含鈣石灰是一種主要含氫氧化鈣的粘結劑，白雲石石灰含有氫氧化鈣和氫氧化鎂的混合物。
熟石灰可呈各種形式應用，例如漿，粉末，或者對於生石灰，為石灰巖自身。
可應用所有類別和所有形式的熟石灰的任意混合物。
本領域技術人員根據涉及的具體用途、其一般知識、本發明說明書和任選地幾個和簡單的常規試驗可預測和採納這些不同的組合。
根據一個優選的實施方式，所述粘結劑由下列成分構成20～90wt％、優選地50～80wt％熟石灰和20～40wt％、優選10～70wt％水硬性粘結劑，例如水硬性石灰或水泥，以及任選地5～10wt％火山灰類的粘結劑和/或一種或多種火山灰質填料、「粗面凝灰巖」(它是本領域技術人員熟知的火山巖)，或任何其它的具有火山灰特性的組分，其總量等於100％。
與使用了數十年的常規粘結劑、石膏和水泥相比，石灰具有相當顯著的和特別的特性和要求。
首先，石灰顆粒很細，導致勃氏比表面遠遠大於水硬性粘結劑的比表面。
雖然本領域技術人員已知，但還要說明的是，石灰的勃氏比表面約為8000～20,000，而水硬性粘結劑的比表面約為2700～5000。
其次，它的凝結特性也完全不同鑑於水泥和石膏含有矽酸鹽、鋁酸鹽和/或硫酸鹽，它們在凝結時有結晶現象，石灰在凝結時有再碳酸化反應，再碳酸化反應中氫氧化鈣受到水或者混凝土或砂漿水基流體的一系列還原作用。就石灰來說，水作為CO2所需的簡單載體參與凝結。
此外，它在水中的溶解度在10～20℃下只有1.7g/l。
一個與石灰應用相關的特別問題，也是一個可預測的問題，由於難於正確控制配製水，這樣無疑使現有技術中避免應用石灰，因此其困難是獲得均勻的性能，特別是良好的流變性。
反對使用熟石灰的另一個假設是這一事實，即認為熟石灰只是在混凝土或砂漿中靠近空氣(即按規定在表面或約1～3cm最大深度)起作用。然而，本發明提出一種解決方案，該方案與所有的預期相反，克服了這個問題。
也可能相當擔心幹透時間太長。參見附

圖1A，該圖表明該擔心完全合理。
本發明通過一個特定的配方可克服這些推測和解決這些重大現有技術問題，該配方納入了特別的、改革性的多孔性和毛細特性。在現有技術中，已經克服了面臨的很多問題中的一些問題，例如結塊，但是決不屬於大麻組分的應用範圍，如下文所述，它代表一個完全開創性的功能方法。
本發明的詳細描述因此，本發明涉及關於「大麻」混凝土和砂漿的新配方，即含有至少一種大麻和/或亞麻「組分」(在上述廣義上)和/或穀類禾稈(例如，燕麥殼或稻殼)和/或通常任何類似的親水物質，其中包括所有任選地合成的、單獨存在或者混合的親水物質，下文為簡便起見，在權利要求書中其中包括「大麻」。
所以，本發明涉及關於「大麻」混凝土和砂漿的新配方，即含有至少一種如上確切說明的大麻組分以及技術上等同的組分，所述配方包括砂漿和混凝土的常規組分，此外，粘結劑全部或部分地由熟石灰構成，任選地與前述各種類別和形式的石灰進行各種組合，而且該配方還含有a)至少一種形成很細孔和毛細管的添加劑，以及b)至少一種基質憎水添加劑。
「基質憎水」在這裡應理解是包裹大麻的纖維和顆粒等的物質受添加劑的疏水作用。
應注意，大麻本身也經受這種作用，但是，因為大麻再吸收水並且它含有水時未被疏水處理，它就不具有這種影響。相反地，在除去大麻中所含的水以後，這種憎水作用就起作用，大麻也就不再吸收水，例如，它不吸收溼氣也不吸收雨水等....，這是本發明的主要優點之一。
「形成很細的孔和毛細管」在這裡表示形成很複雜的系統，它的結構可能因配方的不同而不同，但是它有開口的和/或密閉的管狀毛細管以及密閉的微小氣泡或微小空隙和/或密閉的微小空穴，其中包括密閉的管，它們的排布、相對比例和分布方式適於最後的混凝土或砂漿具有均一的或基本均一的特性，不再具有凝結或乾燥缺陷或隨機的性質，即如此排布、相對比例和分布方式適於凝結以及隨後乾燥時基質水可抽到表面，而在乾燥後，外部的水(雨水)不再能滲入該毛細網絡中。
為閱讀簡便起見，下文(其中包括權利要求書)用「微毛細系統」表示這種複雜的系統。
本技術領域的技術人員熟知水硬性混凝土和砂漿的凝結和乾燥問題，配製「良好的」混凝土或砂漿所應該達到的特性，另外還知道大麻砂漿和混凝土的難點和缺點，本領域技術人員將不難調節本發明的微毛細系統，特別是根據熟石灰的％，通過閱讀下文的說明書和實施例並且從他們個人一般知識和通過幾個常規試驗調節本發明的微毛細系統，以便適應預期的特定用途。
根據一個優選的實施方式，所述形成微毛細系統的添加劑包含一種或多種植物膠體和/或礦物膠體。
根據另一個優選的實施方式，所述形成微毛細系統的添加劑適合於得到約5～15埃，優選地8～10埃的毛細管特性。
作為對比，大麻或亞麻的毛細管特性約大3～5倍，而水硬性粘結劑給出的毛細管特性約大10～20倍。
根據又一個優選的實施方案，使所述形成微毛細系統的添加劑適合於導致所述微毛細系統具有密閉的管和/或容積和/或空隙和/或微小氣泡和/或微小空穴，特別是，密閉的管。
不想涉及任何理論，本申請人認為，這樣的空隙，特別是密閉的管能(任選地與開口的微毛細管組合)抽出大麻中含有的水，並能使它先呈液態水形式然後呈蒸汽形式一點一點逐漸遷移到表面，它最後擴散到外面。
根據又一個非限制性的優選實施方式，所述膠體選自植物膠體，例如，藻酸鹽和/或多糖類，以及所有天然或合成澱粉的衍生物和/或角叉菜類。
特別列舉可給出最佳結果的羥丙基瓜耳膠(多糖類)。
用角叉菜(它們是與藻酸鹽相似的產品)和藻酸鈣也獲得了良好的結果。
相反地，藻酸鈉和藻酸鎂易於沉澱，不建議使用。
其它形成微毛細系統的添加劑將選自如下
-醚化半乳甘露聚糖和-醚化瓜耳膠衍生物及其混合物。
根據一個優選的實施方式，所述憎水添加劑由至少一種憎水劑和一種表面活性劑組成。
不想涉及任何理論，本申請人認為，所述表面活性劑提供「網絡」或「網狀」結構，該結構特別有助於最終產品及其性質的均一性。
根據一個實施方式，使用適用於中性或鹼性介質的表面活性劑和/或適用於酸性介質的表面活性劑，和/或，根據可預見的pH變化而使用它們合適的混合物(這是本領域任何技術人員都知道的並且知道如何估測)。
根據一個非限制性的優選實施方式，一種或多種所述表面活性劑選自鈣、鈉或鎂的多磺酸鹽，特別是木素磺酸鹽。
根據另一個非限制性的優選實施方式，一種或多種其它表面活性劑選自下列物質-硫酸鈉。
根據一個優選的實施方式，所述憎水劑優選地選自金屬皂，鋁、鎂、鈉、鋰的馬來酸鹽、油酸鹽、硬脂酸鹽等和類似的鹽和/或烴基矽酸鈉(sodium siliconates)和它們的混合物。
根據一個非限制性的優選實施方式，所述憎水劑選自下列物質-油酸鈉。
根據一個非限制性的優選實施方式，本發明使用的添加劑和作用劑將按下列比率應用a)形成微毛細系統的添加劑以粘結劑總質量計0.01～2％b)憎水添加劑以粘結劑總質量計0.1～1％表面活性劑以粘結劑總質量計0.002～0.2％
因此獲得了一種新型工業產品，其特徵在於，它由含大麻組分和含有熟石灰的粘結劑的砂漿和混凝土構成，該產品含有a)至少一種形成很細孔和毛細管的添加劑以及b)至少一種憎水添加劑並且它的凝結、機械性質和乾燥不是隨機的。
本發明還涉及含大麻組分和含有熟石灰的粘結劑的砂漿和混凝土類新型工業產品，其特徵在於它在其本體中有一個微毛細系統，該系統自身包含密閉的管和/或容積和/或微小氣泡和/或微小空穴，特別是密閉的管，它們，特別是密閉的管能夠(任選地與開口微毛細管組合)抽出預先吸收並含於大麻中的水，並且能使它先呈液態水然後呈蒸汽形式一點一點逐漸遷移到表面，它最後擴散到外界，直至乾燥。
所述產品的特徵還在於它的憎水基質使幹大麻組分纖維變得疏水，於是防止大麻組分再吸收水。
根據另一個實施方案，該產品的特徵在於它的總λ導熱係數(或殘餘λ導熱係數)約為0.08～0.12，優選地約為0.1。
相比之下，水硬性混凝土或砂漿的導熱係數約為0.6～1.15，即，大約高5～11倍。
這樣的產品應是BTP(建築物和公共工程)中使用的任何產品，如本領域技術人員熟知的混凝土砌塊、不同形狀和尺寸的砌塊、磚等，下文為簡便起見稱為「混凝土砌塊」，以及如本領域技術人員熟知的板料、覆蓋層、牆壁塗層、地板、頂棚覆蓋物等。
通過閱讀如下描述和參照附圖將更好地理解本發明的其它特徵和優點，其中-圖1，它包括圖1A(左邊)和圖1B(右邊)，表示大麻混凝土的兩個樣品(20×30×60cm)照片-左邊的圖(1A)不屬於本發明的混凝土(對比試驗)是用石膏和熟石灰的混合物製備的(乾燥的白色區域，它太長而生長了黴菌)-右邊的圖(1B)用本發明的混合物製備的混凝土
-圖2表示大麻集料上石灰砂漿的掃描電子顯微鏡照片(×1000)。清楚地觀察到大麻(A)和石灰(B)之間粘合。石灰顆粒正好插入植物的纖維通道內。
-圖3表示一幅掃描電子顯微鏡照片，它示出石灰漿中氣泡和微小氣泡和管形通道孔(×111)。石灰漿的孔隙率由空氣泡和管形通道構成，它們是在拌和用水蒸發後形成的。
-圖4表示一幅掃描電子顯微鏡照片，它示出空氣泡和管形通道網(×17)。按本發明進行的完整復膜，管混合體，密閉管(切開它們就可見它們中的一些)，空隙或容積，毛細管和大麻屑都清晰可見。
-圖5表示不含所述石灰組分的對比大麻結構。
顯微鏡研究(圖2～5)能證明本發明存在由空氣泡和管形通道構成的大毛細網絡。
本發明涉及具有包括石灰的粘結劑的「大麻」混凝土和砂漿的配方以及由這些砂漿和混凝土構成的新型工業產品，還涉及形成微毛細系統的添加劑和/或憎水添加劑用作「大麻」砂漿和混凝土的添加劑，以及利用這些砂漿和混凝土或配方或者利用所述形成微毛細系統的添加劑和/或憎水添加劑製備的產品，例如，磚、砌塊、混凝土砌塊、各種「大麻」構件，以及利用這些砂漿或混凝土、添加劑或產品製作的用於建築物和公共工程領域或個別建築的產品，例如牆壁、瓦、板料、地板的覆蓋物和覆蓋層、頂板、牆壁、分隔物和類似的結構。
本發明還包括本領域技術人員通過閱讀本申請、其自身已有知識和任選地簡單常規試驗可直接得到的所有實施方案和全部用途。
權利要求
1.含有砂漿和混凝土常規組分的這類「大麻」混凝土和砂漿配方，其包括一種粘結劑，特徵在於它們含有「大麻」組分，其特徵還在於粘結劑全部或部分由「熟石灰」構成，其特徵還在於它們還含有a)至少一種形成很細孔和毛細管的添加劑，它構成一個「微毛細系統」整體，該微毛細系統包括開口的和/或密閉的毛細管以及密閉的微小氣泡或微小空隙和/或密閉的微小空穴和密閉管，它們的排布、相對比例和分布方式適於在凝結以及隨後乾燥時基質水可被抽到表面，而在乾燥後，外部的水(雨水)不能滲入該毛細網絡；以及b)至少一種基質憎水添加劑；「基質憎水」表示覆蓋大麻的纖維和顆粒、集料的物質受到添加劑的憎水作用。
2.根據權利要求1所述的配方，其特徵在於所述形成微毛細系統的添加劑a)含有一種或多種植物膠體和/或礦物膠體。
3.根據權利要求1或2所述的配方，其特徵在於所述形成微毛細系統的添加劑適合於得到約為5～15埃、優選8～10埃的毛細管特性。
4.根據權利要求2或3所述的配方，其特徵在於使所述形成微毛細系統的添加劑適合於導致所述微毛細系統包含密閉的管和/或容積和/或空隙和/或微小氣泡和/或微小空穴，特別是密閉的管。
5.根據權利要求2～4中任一權利要求所述的配方，其特徵在於所述膠體選自植物膠體，例如藻酸鹽和/或多糖類，以及所有天然或合成的澱粉衍生物和/或角叉菜類。
6.根據權利要求5所述的配方，其特徵在於所述膠體是羥丙基瓜耳膠(多糖類)。
7.根據權利要求5所述的配方，其特徵在於所述膠體是角叉菜類和藻酸鈣。
8.根據權利要求2～7任一權利要求所述的配方，其特徵在於形成微毛細系統的添加劑選自下列物質-醚化半乳甘露聚糖和-醚化瓜耳膠衍生物-單獨的或呈混合物。
9.根據權利要求1所述的配方，其特徵在於所述憎水添加劑b)包含至少一種憎水劑和一種表面活性劑。
10.根據權利要求9所述的配方，其特徵在於使用適用於中性或鹼性介質的表面活性劑和/或適用於酸性介質的表面活性劑和/或它們的混合物。
11.根據權利要求9所述的配方，其特徵在於所述表面活性劑選自鈣、鈉或鎂的多磺酸鹽和木素磺酸鹽。
12.根據權利要求9所述的配方，其特徵在於其它的表面活性劑選自硫酸鈉。
13.根據權利要求1～12中任一權利要求所述的配方，其特徵在於所述憎水劑選自金屬皂，鋁、鎂、鈉、鋰的馬來酸鹽、油酸鹽、硬脂酸鹽和/或烴基矽酸鈉，單獨用或呈混合物。
14.根據權利要求13所述的配方，其特徵在於所述憎水劑選自油酸鈉。
15.根據權利要求1～14中任一權利要求所述的配方，其特徵在於添加劑和作用劑將按下列比率使用a)形成微毛細系統的添加劑以粘結劑總質量計0.01～2％b)憎水添加劑以粘結劑總質量計0.1～1％表面活性劑以粘結劑總質量計0.002～0.2％。
16.新型工業產品，其特徵在於它由含大麻組分和包括熟石灰的粘結劑的砂漿和混凝土構成，其特徵在於它包含a)至少一種形成稱為所述《微毛細系統》的很細孔和毛細管的添加劑以及b)至少一種憎水添加劑，並且其特徵還在於凝結、機械性質和乾燥不是隨機的。
17.根據權利要求16所述的新型工業產品，其特徵在於在其本體中包括一個「微毛細系統」，該微毛細系統包含密閉的管和/或容積和/或空隙和/或微小氣泡和/或微小空穴，特別是密閉的管，它們能夠，特別是密閉的管能夠(與任選開口微毛細管組合)抽出預先吸收並含於大麻中的水，並且能使水先呈液體形式然後呈蒸汽形式一點一點逐漸遷移到表面，它最後擴散到外界直至乾燥。
18.根據權利要求16或17所述的新型工業產品，其特徵在於它的憎水基質使幹大麻組分纖維變得疏水，於是防止大麻組分再吸收水。
19.根據權利要求16～18任一權利要求所述的新型工業產品，其特徵在於它的總λ導熱係數(或殘餘λ導熱係數)約為0.08～0.12，優選地約為0.1。
20.權利要求1～15任一權利要求所述的配方和權利要求16～19任一權利要求的新型工業產品在如下方面的應用形成大麻混凝土和砂漿、磚、砌塊、混凝土砌塊、牆構件、瓦、覆蓋層、板料和地板、頂板、分隔覆蓋物、建築物和公共工程或個別建築的產品。
全文摘要
本發明涉及大麻砂漿或混凝土混合物，也就是說，在它們的配方中含有一種或多種大麻組分，其中粘結劑至少部分地由所謂的「氣硬」石灰組成。所述大麻混凝土混合物或砂漿或多或少含有一種形式孔、管、容積和很細毛細管的微毛細系統以及至少一種提供基質憎水添加劑。
文檔編號C04B28/10GK1522234SQ02813286
公開日2004年8月18日 申請日期2002年6月19日 優先權日2001年6月21日
發明者M·裡扎, M 裡扎 申請人:施特雷瑟威爾-歐洲銷售股份有限公司