触变性水泥组合物
专利汇可以提供触变性水泥组合物专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种 水 相组合物，其中包括 水泥 和一种混 合金 属层格型氢 氧 化物，该组合物具有 触变性 。这种混合金属层格型氢氧化物基本上为 单层 的。用于这种组合物的层状氢氧化物的一个实例为氯氢氧化 铝 镁。这些水泥组合物具有触变性且剪切变稀，硬化时不发生沉降，静置时不脱水。，下面是触变性水泥组合物专利的具体信息内容。
1、一种触变性水泥组合物，其中含有水硬性水泥和使之变稠的足够量的添加剂，在向该组合物中加入水时获得触变性，添加剂基本由混合金属层格型氢氧化物组成，该氢氧化物晶体基本上为单层的，并具有如下实验式：
LimDdT(OH)(m+2d+s+na)Aan，
其中m为实验式中的Li离子数；
D代表二价金属离子；
d为D离子数；
T代表三价金属离子；
A代表一价或多价阴离子(除OH外)
a为实验式中A离子数；
n为A的价数；
na为0～3；且(m+2d+3+na)等于或大于3。
2、权利要求1的组合物，其中m为零。
3、权利要求2的组合物，其中D为mg，Ca或Mg和Ca的混合物。
4、权利要求3的组合物，其中d约为1。
5、权利要求1的组合物，其中T为Al，Ga，Cr或Fe。
6、权利要求1的组合物，其中混合金属层格型氢氧化物为MgAl（OH）XCly，其中X为4.5～5.0，Y为0～0.5，但X和Y之和为5。
7、权利要求1的组合物，其中混合金属层格型氢氧化物为MgAl（OH）4.7Cl0.3。
8、权利要求1的组合物，其中混合金属层格型氢氧化物的量至少为组合物总重的0.1%，不大于7.5%。
9、权利要求1的组合物，其中水泥为波特兰水泥。
本发明涉及触变性水泥组合物。
触变性水泥组合物是一种水泥浆，在紊流或搅动时粘度较低，而在固化时粘度较高。一旦把切变或搅动去除这种变化可以返复。具有触变特性的水泥比没有这种特性的水泥应用广泛。触变性水泥组合物适用于某些场合，在这些场合要求把水泥泵送到施工现场位置后仍能保持水泥砂浆特性。这种场合的例子有两个，如修补低弧度 下倾路面和拱顶灰浆浇注及填补地面。上述各场合都要求把水泥泵送到施工地点后仍能保持水泥特性。
触变性水泥组合物属于公知技术。美国专利US3，959，003和US3，804，174公开了一种用于油井和气井的胶结组合物，其中将多价金属盐与水溶性纤维素酯反应形成的复合物作为添加剂使用，使水泥获得触变特性。美国专利US3，847，635给出了一种由半水α-硫酸钙、波特兰泥和分散剂组成的水泥混合物，向其中添加少量结晶硫酸镁就能产生触变性。美国专利US4，524，828公开了一种触变性水泥组合物，该组合物包括水，水硬性水泥、钛的螯合物交联剂和水溶性可交联树脂（如纤维素醚）。美国专利US4，415，367公开了由硫酸亚铁、硫酸铝、水硬性水泥和水组成的水泥浆，该水泥浆可泵送并具有触变性。
但是对于多种应用来说，现有的触变性水泥组合物并不具有所需的全部特性。因为，我们需要触变性水泥浆易于剪切变稀，在静止时能保持其同有形态，在静置时不会发生水与组份分离。
本发明的这种触变性水泥组合物包括水泥和一种混合金属层格型 氢氧化物，其用量能够有效地使该水泥组合物在与水混合后变稠并显出触变特性。其中该混合金属层格型氢氧化物晶体基本上为单层，即每个单位晶胞中只有一层混合金属层格型氢氧化物。
我们惊奇地发现本发明触变性水泥组合物具有触变性，当其静止时能保持形态，硬化时没有明显量的水分离出来。
本发明的触变性水泥组份具有各种用途。包括油井、气井，马路和建筑物的建筑，用作砖瓦砂浆或可喷砂浆。
本发明采用混合金属层格型氢氧化物作为增稠剂使水泥组合物获得触变特性。在水泥浆中应用混合金属层格型氢氧化物使其具有触变性而且在泥浆静置时没有明显量的水分离或凝固。
本发明的混合金属层氢氧化物是具有单层结构的晶体。即每个单位晶胞中只存在一层混合金属氢氧化物。混合金属层格型氢氧化物在液体载体中是单分散的，即基本上每个单位晶胞一层金属层格型氢氧化物。优选具有以下实验式的混合金属层格型氢氧化物：
LimDdT（OH）（m+2d+3+na）Aan，
其中：
m为实验式中的Li离子数;
D代表至少一个二价金属离子;
d为D离子数;
T代表三价金属离子;
A代表除OH外的一价或多价阴离子;
a为实验式中的A离子数;
n为A的价数;
na为产物（n）（a）其价数-3到D;（m+2d+3+na）
等于或大于3。
m值最好为0到1，但当d为零时，m不为零。当m不为零时，其值最好大于0.5，小于0.75。
D代表的二价金属离子最好为Mg、Ca、Ba、Sr、Mn，Fe，Co、Ni、Cu、Zn或它们的混合物。D更优选Mg、Ca或Mg和Ca的混合物，D钣叛g。
d值优选0到4，但当m为零时，d至少为1。d更优选大于1小于3的范围，D的最优选值为1。
T代表的三价金属离子，优选Al，Ga，Cr或Fe，其中Al或Fe更优选，Al最优选。
A代表的阴离子可以是一价的，二价的、三价的或多价的离子，可以是无机的也可以是亲水性有机离子。无机离子包括卤化物离子，硫酸根离子，硝酸根离子，磷酸根离子或碳酸根离子。优选卤化物离子，硫酸根离子、磷酸根离子或碳酸根离子。亲水性有机离子包括甘醇酸酯，木素磺酸盐，聚羧酸盐或丙烯酸盐离子。这些离子通常与形成的混合金属层格型氢氧化物晶体中金属化合物母体的离子相同。在优选实施方案中，所用的盐为MgAl（OH）xCly，其中X为44.5～5，Y为0～0.5，X和Y之和为5。
最好选用瞬时其沉淀方法制备的混合金属层格型氢氧化物，例如美国专利US4，664，843中所述，可溶性化合物，如金属盐，与提供氢氧基的碱性原料完全混合（使用非切变搅拌或混合）生成混合金属氢氧化物晶体。如上所述，晶体基本为单层，一个单位晶胞中只有一层混合金属氢氧化物。在液相载体中，它们是单分散的，即每个分离的晶体都是不同层的混合金属氢氧化物。
本技术领域普通技术人员都知道，本发明的混合金属层格型氢氧化物一般带有结合水，除非通过至少100℃以上的高温把它们蒸发掉。
在这种触变性水泥组合物中使用的混合金属层格型氢氧化物的量可以任意，只要能使组合物增稠并获得所需的特性。混合金属层格型氢氧化物的优选量为不小于组合物总重的0.1%不大于7.5%。更优选量为不小于0.5%不大于5.0%。剩余的组份为水泥，其它添加剂，还可以是填料，还有水。
本发明的触变性水泥组合物中使用的水泥可以是任意一种能在添加混合金属层格型氢氧化物后变稠并显示出所需的触变性和其它特性的水泥。作为本领域熟练技术人员可以根据水泥的用途有选择地使用水泥。其中优选水硬性水泥。水硬性水泥属于已知的一类，其中的任一品种都可以使用。在水硬性水泥中优选波特兰水泥。按照美国石油协会（API）分类，属于波特兰水泥的包括A类，B类，C类，G类和H类。这类水泥是由大量的氧化钙和氧化硅，以及少量的氧化铁、氧化铝氧化镁，三氧化硫等等氧化物组成的。波特兰水泥的矿物组成为铝酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸四钙。本发明的具体实践中还可以用其它种类水泥，包括，夹气水泥，用于受冰冻和融化侵袭的混凝土铺筑材料;油井水泥，用于油田;砌砖水泥和其它水泥。
根据触变性水泥组合物的用途，可以向组合物中添加砂子，砾石或其它填料。也可以加入水泥组合物中常用的其它添加剂，但要求它们的加入不应对使用混合金属层格型氢氧化物得到的特性产生不利影响。这类传统添加剂的非限定性实例包括延缓或加速固化速率的滞凝剂或促凝剂和有助于发泡水泥组合物制备的表面活性剂。可以通过熟 练技术完成添加剂的选择，并可随水泥组合物的实际用途进行变化。
在本发明的触变性水泥组合物中，水泥，填料、添加剂（除混合金属层格型氢氧化物）和水之间的相对比例，随所用的水泥及其特定的组份变化。水量根据应用或多或少，优选水泥干重的25～60%。
可以采用本领域中已知的方法制备水泥组合物。该混合金属层格型氢氧化物可以在制备泥浆时加入也可以在制备好的泥浆中加入。氢氧化物可以以干物质形式加入也可以以水分散剂形式加入。因此，本发明的组合物可以由水泥和混合金属层格型氢氧化物以及任意的添加剂的干混合物构成，也可以由水泥，混合金属层格型氢氧化物、任意的添加剂、填料（如果需要）和水组成。
下列实施例是对本发明的举例说明，不应被认为是对本发明的任何形式的限制。除了另有注释外，所有的组份和百分数均以重量计。
实施例1
将122克波特兰Ⅰ型水泥与366克水混合。加入10.1克MgAl（OH）4.7Cl0.3使泥浆变稠。制得非常剪切稀化的泥浆可以喷射。在混凝土垂直表面上可以喷上0.75英寸厚而不发生下流现象。
实施例2
将50克波特兰Ⅰ型水泥、50克细砂 30克水和30毫升MgAl（OH）4.7Cl0.3水分散溶液，其中MgAl（OH）4.7Cl0.3处于有序状态，溶液浓度为8.5%。结果泥浆获得触变性并能够附着在混凝土垂直面上不下流。
实施例3
用50克波特兰Ⅰ型水泥、50克砂子和22克水混合制成砂浆， 加入2.0克MgAl（OH）4.7Cl0.3，砂浆变得非常稠。再加入7克水稀释该砂浆。所制砂浆易于施工且具有触变性。将该组合物制成轮廓清晰的点和皱痕且凝固60小时左右。干燥后没有发现下流或沉降，这些轮廓清晰的点和皱痕都没有变化。
实施例4
将412克波特兰Ⅰ型水泥和250克水和5克氯氢氧化铝镁（MgAl（OH）4.7Cl0.3）混合。这种混合物易于搅拌，静置时能保持其形状。在试样静置时没有水份离析浮在表面上。用Fann35粘度计测定试样的流变性。当施放一个剪切力时，试样变稀，撒除剪切力时试样的粘度在约1秒或更少的时间内恢复到原来的较高值。测示结果列于表1
比较例C-1
除不加入氯氢氧化铝镁外，重复实施例4。这种试样在静置时不能保持形状。在试样静置时，试样表面有少量水渗出。还用Fann35粘度计测定这种试样的流变性。结果示于表Ⅰ。
表Ⅰ
粘度计读数 剪切速率 实施例4 比较例C-1
（PPM） （sec-1） 有MgAl（OH）4.7Cl0.3没有MgAl（OH）4.7Cl0.3
的粘度 的粘度
（湹泊） （湹泊）
3 5.1 4000 1800
6 10.2 2450 1250
100 170 189 195
200 340 105 125
300 510 77 98
600 1020 47 72
上述实施例表明本发明的水泥组合物在受到剪变或搅拌影响时具有较好的变稀特性;当应力消除时，能恢复到原来的粘度;并在硬化前的静置中具有足够的粘度以保持其形状。另外，在静置时没有水从组合物中分离出来。表1中的数据以及比较例C-1都表明，在切变速率较低时，不含混合金属层格型氢氧化物的组合物的粘度低于含有混合金属层格型氢氧化物的组合物的粘度，在切变速率较高时，其粘度比含混合金属层格型氢氧化物的组合物的粘度高。此外，比较例C-1的数据还表明不含混合金属层格型氢氧化物的水泥组合物缺乏本发明组合物的其它特性。
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