吸湿胶凝材料的制作方法
【专利摘要】披露了一种方法。该方法包括提供一种胶凝材料，该胶凝材料包括一种吸收材料。该方法还包括在该胶凝材料的水合期间将一种流体吸收到该吸收材料中。该方法进一步包括在该胶凝材料的水合后将该流体保留在该吸收材料中。
【专利说明】
吸湿胶凝材料
技术领域
[0001]本披露是针对一种材料组合物并且，更具体地，针对一种吸湿胶凝材料。
【背景技术】
[0002]胶凝材料例如像混凝土被用在多种多样的建筑应用中。胶凝材料可以用于涉及与流水或上升水接触的应用中，例如像，在海岸线上或附近的位置或遭受溢流的区域。这些位置可能经历侵蚀例如像，土壤的侵蚀和影响建筑底部结构的完整性的侵蚀。
[0003]描述了可以在涉及流体如溢流水的应用中使用的胶凝材料的一个专利申请是2013年4月25日公开的Eberwein等人的美国专利申请号2013/0098271 (‘271专利申请)。该‘271专利申请披露了包括共聚物的干灰浆混合物，它们在水合期间吸收水以优化水-水泥值。该‘271专利申请的共聚物有助于获得在水性体系中的足够高的水吸收能力例如像，在胶凝混合物的水力凝固中。然而，该‘271专利申请的胶凝材料的共聚物明显仅在水合期间吸收显著的水。因此，该‘271专利申请没有披露一种可以在诸如溢流条件期间吸收和再吸收液体例如像水的材料。因此，在该‘ 271专利申请中披露的胶凝材料中包括的共聚物不提供用于减轻在经受溢流的位置处的侵蚀的附加保护。
[0004]本披露是针对克服以上列出的缺点中的一个或多个。
【发明内容】
[0005]在一个方面中，本披露是针对一种方法。该方法包括提供一种胶凝材料，该胶凝材料包括一种吸收材料。该方法还包括在该胶凝材料的水合期间将一种流体吸收到该吸收材料中。该方法进一步包括在该胶凝材料的水合后将该流体保留在该吸收材料中。
[0006]在另一个方面中，本披露是针对一种材料。该材料包括一种呈水合状态的混凝土材料，该混凝土材料包括超吸收性材料(遍及该混凝土材料分散)和聚集体材料。该超吸收性材料包括多个延伸穿过该混凝土材料的通道，并且该超吸收性材料比该聚集体材料更具吸收性。
【附图说明】
[0007]图1是一种不例性吸湿材料的不意图；
[0008]图2是一种不例性吸湿材料的另个不意图；
[0009]图3是一种不例性吸湿材料的另个不意图；
[00?0]图4是一种不例性吸湿材料的另个不意图；
[0011 ]图5是一种示例性吸湿材料的另一个示意图；
[0012]图6是一种示例性侵蚀减轻系统的示意图；并且
[0013]图7是一种示例性的披露的方法的流程图。
【具体实施方式】
[0014]图1展示了一种示例性吸湿材料10。吸湿材料10可以是一种胶凝组合物。例如，吸湿材料10可以是混凝土。还预期的是吸湿材料10可以是用于在结构性应用中使用的任何其他适合的组合物，例如像灰浆组合物。吸湿材料10可以包含一种吸收材料15。
[0015]吸湿材料10可以是混合的材料。吸湿材料10还可以是一种非混合材料，该非混合材料可以在构建过程中干式铺放。吸湿材料1可以被置于任何适合的方法中，例如像如图1所示的以单层20或以多层20。吸湿材料10可以是一种混合的胶凝材料例如像混合的混凝土。吸湿材料10还可以是一种非混合胶凝材料例如像非混合混凝土。吸湿材料10可以是一种干材料。吸湿材料10还可以是一种包括水的混合的胶凝材料。吸湿材料10可以包括粘合剂例如像水泥例如波特兰水泥。该粘合剂可以是一种快凝水泥粘合剂。吸湿材料10还可以包括聚集体例如像砂和/或岩石(如以下进一步描述的)。吸湿材料10可以进一步包括改进混合物和吸收材料15的特征的掺合料，例如像，增塑剂、加速混凝土掺合料、减水掺合料、减缩掺合料、缓凝掺合料，和/或用于空气夹带的掺合料。吸湿材料1还可以包括增加吸收材料15和/或布置在吸湿材料10中的其他要素的体积的掺合料。
[0016]吸湿材料10可以是不含有增强物的大块混凝土。还预期的是吸湿材料10可以是其他类型的混凝土，例如像，未增强的混凝土。例如，吸湿材料10可以是未增强的大块混凝土。吸湿材料10还可以是用任何适合的增强材料增强的增强混凝土。例如，吸湿材料10可以是用任何适合的非腐蚀性增强物例如像玻璃纤维增强物，和/或碳纤维增强物增强的混凝土。另外，例如，吸湿材料10可以是用任何适合的金属增强物例如像，加强筋、网形增强物、和/或金属丝增强物增强的混凝土。
[0017]吸收材料15可以是用于吸收胶凝组合物中的流体的任何适合的材料。吸收材料15可以完全结合遍及吸湿材料10。如图1中所示的，吸收材料15可以被布置在吸湿材料10内。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料比在胶凝材料中使用的粗或细聚集体材料吸收更大量的流体。例如，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料可以比用于混凝土的粗聚集体(例如，具有例如在约3/8”与约I 1/2”之间的直径的砾石和/或碎石)或用于混凝土的细聚集体(例如，具有例如足够小以穿过3/8”筛的直径的砂和/或碎石)吸收更大量的流体。因此，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料比在吸湿材料10的胶凝材料中使用的粗或细聚集体材料，例如像，用于混凝土的粗聚集体或用于混凝土的细聚集体更具吸收性。例如，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是多种纤维。例如，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是多种微纤维。该多种微纤维可以是超吸收性微纤维。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是一种用于吸收流体的管状材料。例如，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是多种管形纤维。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是天然的和/或合成的吸收性材料。例如，吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是天然的和/或合成的纤维。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是一种纤维材料例如像，纤维素纤维、棉线、和/或纸。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是一种用于吸收流体的纳米结构，例如像纳米管。吸收材料15可以包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料是用于吸收胶凝组合物中的水的任何适合的微尺寸材料。
[0018]吸收材料15可以既吸收又释放流体，从而影响吸湿材料10的重量(例如，重量=m*g，其中W是重量，m是质量，并且g是重力加速度;有时被本领域的普通技术人员称为“对于质量的相对重量”或“质量”)。吸湿材料10的重量可以随着流体被吸收到吸收材料15中而增加。吸湿材料10的重量可以随着流体被从吸收材料15中去除而减小。吸收材料15可以吸收一种流体，保持该流体持续一段时间，并且然后在该时间段后释放该流体的一些或全部。该时间段可以是任何合适的时间段，例如像，几分钟、几小时、几天、或几个月。吸收材料15可以由此暂时吸收一种流体。还预期的是吸收材料15可以永久吸收一种流体的一些或全部。
[0019]吸湿材料10可以是一种混合的胶凝材料如混凝土混合物。吸湿材料10还可以是一种基本上干燥放置的非混合胶凝材料。吸湿材料10可以暴露于一种流体25，如图2中所示的。流体25可以是任何合适的液体或气体，例如像，水或水蒸汽。流体25可以是雨水。流体25还可以是一种施用到吸湿材料10的表面30上的液雾。例如，流体25可以是在吸湿材料10的放置之后施用到吸湿材料10的表面30的任何部分的轻的水雾。表面30可以是吸湿材料10的整个表面区域。还预期的是流体25可以是任何其他材料，例如像，用于在构建中使用的化合物。流体25可以与表面30的一些或全部部分接触。
[0020]吸湿材料10可以使用模板28放置，如图1中所示的。模板28可以是用于形成胶凝材料的任何适合的模板，例如像，利用机械紧固件、销钉、和/或形状约束物(form restraint)的木质模板。例如，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，模板28可以是完全锚定的并且紧固的木制模板。
[0021]当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，模板28可以经受与混合的胶凝材料相比相对更少的流体静压力。因此，在吸湿材料10是一种非混合胶凝材料的情况下，模板28可能需要相对更少的锚定和/或形状约束物因为相对较小的流体静压力可能被施加在模板28上。
[0022]吸湿材料10可以通过任何适合的方法放置，用或不用模板28。例如，吸湿材料10可以用或不用模板28以非混合胶凝材料干放置、用模板28以一种混合物放置(例如，倾倒)、不用模板28以一种湿混合物放置(例如，以喷浆混凝土放置)、和/或不用模板28以一种干混合物放置(例如，以干混合物喷浆混凝土放置)。
[0023]如图2中所示的，流体25可以接触表面30的一个部分35。部分35可以覆盖吸湿材料10的表面30的一些或全部，并且可以仅在吸湿材料10内延伸至小深度。例如，部分35可以在吸湿材料10内仅延伸零点几英寸(例如，在约1/8”与约3/4”之间)。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分35可能在被流体25接触之后经历水合。
[0024]将流体25与吸湿材料10的胶凝材料结合可以通过一种水合过程形成水泥浆。在水合过程中，该水泥浆可以既胶结在一起又填充以上所描述的聚集体、吸收材料15、以及吸湿材料10的其他要素之间的空隙。该水合过程可能涉及可能同时和/或接连地发生的多个不同的化学反应。水合可能引起以上所描述的吸湿材料10的组分结合在一起以形成一种固体基质。在经历水合之后，吸湿材料10可能成为一种固体、水合的或结晶的基质。例如，吸湿材料10可能通过水合成为硬化的混凝土。
[0025]在吸湿材料10的水合过程中，吸收材料15可以运输流体25的游离分子，由此遍及吸湿材料10展开该水合过程。吸收材料15可能在水合后继续保留流体25，如以下进一步描述的。
[0026]例如，在经历水合后，部分35可能变成具有结构强度的硬化的混凝土。部分35的结构强度可能随时间的推移而增加。可替代地，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10的部分40可能不被流体25接触，并且因此可能保持呈干燥的、未水合的状态。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分35可以帮助在结构上保持部分40在恰当的位置。例如，当部分35基本上覆盖表面30的全部时，部分35可以在结构上保持部分40并且基本上防止吸湿材料10被外力例如像流水扰乱。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分35和40 二者可能在接触或不接触流体25下经历水合，因为该混合的胶凝材料可能已经包括引起水合的流体。
[0027]如图3中所示的，被流体25接触的吸湿材料10的部分可能增加至部分45。部分45可能在吸湿材料10内延伸到相当大的深度。例如，部分45可以在吸湿材料10内延伸几英寸或几英尺。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，类似于以上部分35，部分45的未水合部分当被流体25接触时可能经历水合并且可能获得随时间的推移增加的结构强度。例如，部分45可能变成具有结构强度的硬化的混凝土。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10的部分50可能不被流体25接触，并且因此可能保持呈干燥的、未水合的状态。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分45可以帮助在结构上保持部分50，类似于以上部分35和40。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分45和50二者可能在接触或不接触流体25下经历水合，因为该混合的胶凝材料可能已经包括引起水合的流体。
[0028]如图4中所示的，被流体25接触的吸湿材料10的部分可能增加至部分55。部分55可能在吸湿材料10内延伸到相当大的深度。例如，部分55可能几乎完全延伸贯穿吸湿材料10。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，类似于以上部分35和45，部分55的未水合部分当被流体25接触时可能经历水合并且可能获得随时间的推移增加的结构强度。例如，部分55可能变成具有结构强度的硬化的混凝土。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10的部分60可能不被流体25接触，并且因此可能保持呈干燥的、未水合的状态。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分55可以帮助在结构上保持部分60，类似于以上部分35、40、45和50。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分55和60二者可能在接触或不接触流体25下经历水合，因为该混合的胶凝材料可能已经包括引起水合的流体。
[0029]如图5中所示的，被流体25接触的吸湿材料10的部分可能增加至部分65。部分65可能基本上遍及吸湿材料10的整个体积延伸。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，类似于以上部分35、45和55，部分65的未水合部分当被流体25接触时可能经历水合并且可能获得随时间的推移增加的结构强度。例如，部分65可能变成具有结构强度的硬化的混凝土。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分65可能在接触或不接触流体25下经历水合，因为该混合的胶凝材料可能已经包括引起水合的流体。
[0030]如图3-5中所示的，通道系统70可以在布置在部分35、45、55和65中的吸收材料15中形成，随着吸湿材料10经历水合以变成水合的基质，例如像，硬化的混凝土。因此，在吸收材料15中形成的通道系统70可能随吸湿材料10的部分35、45、55和65变成水合的而在尺寸上增加。在水合期间，吸收材料15可能变得固定在吸湿材料10的水合基质中。包括在吸收材料15内的通道系统70可能包括多个通道75。通道系统70的多个通道75可能形成通道的复杂网络，该网络将流体25保留在吸湿材料10内持续相比常规胶凝材料相对更长的时间段。
[0031]该多个通道75可能在吸收材料15中形成一种毛细管系统，该系统转移流体遍及吸湿材料1的水合基质。该毛细管系统可以由于流体25与运输流体25的该多个通道75的表面之间的分子间力形成。该多个通道75可以具有充分足够小的直径使得由流体25内的内聚力引起的表面张力和流体25与该多个通道75的表面之间的粘附力的组合对流体25施加力。因此，归因于内聚力和粘附力的这些力引起流体25移动穿过通道系统70的毛细管系统。
[0032]布置在吸湿材料1中的吸收材料15可以通过芯吸作用拉入布置在吸湿材料1的任何外表面(例如，表面30)上的流体25。如果吸收材料15是干的或相对干的，则吸收材料15可以通过芯吸作用(例如，毛细管作用)拉入流体25。吸收材料15可以由此将在任何外表面(例如，表面30)上的流体25吸收入吸湿材料10。
[0033]吸湿材料10可以用在任何适合的应用中，例如像，土木工程如运输和建筑结构、水路、和基础设施。例如，如图6中所示的，吸湿材料10可以被用在一种侵蚀减缓系统85中。吸湿材料10可以围绕桥台(abutment)90和底座(footing)95放置，由此减缓在被水体98的水位96的上升淹没的情况下桥底部结构的侵蚀。
[0034]工业实用性
[0035]吸湿材料10可以用在涉及吸收一种流体的任何适合的构建或结构应用中。例如，吸湿材料10可以用在任何结构应用中，例如像，运输和建筑结构、水路、和基础设施，其中胶凝材料被使用和/或水被吸收。另外，例如，吸湿材料10可以用在用于减缓侵蚀的构建应用中，例如像，防洪堤、堤坝、通道、以及重力墙。
[0036]图7展示了一种用于使用吸湿材料10的方法。在步骤100中，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10在不混合下、用或不用模板28干燥放置。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，吸湿材料10使用模板28以混合物放置。还预期的是吸湿材料10可以不使用模板28以混合物放置。如图6中所示的，吸湿材料10被放置在一个适合的位置，例如像，桥台。
[0037]再次参考图7，在步骤105中，吸湿材料10的表面30被暴露于流体25。流体25接触表面30的部分35。例如，流体25可能是雨水或由施工人员喷射的水或构建化合物的轻雾。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分35的吸湿材料在被流体25接触之后变成水合的。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分35在结构上保持部分40并且基本上防止吸湿材料10遭受外力扰乱。例如，如果在图6中所示的水体98的水位96上升，则部分35基本上防止吸湿材料10被冲走。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分35和40 二者在与流体25接触或不接触下经历水合。
[0038]在吸湿材料10的水合期间，吸收材料15运输流体25的游离分子，由此遍及吸湿材料10展开水合过程。吸收材料15在水合后继续保留流体25，从而当流体25被吸收材料15吸收时增加吸湿材料10的重量。吸收材料15在水合后继续保留流体25，直到其中可能发生流体25从吸收材料15蒸发或一些其他去除的时间点。如果蒸发发生并且基本上全部流体25从吸收材料15蒸发，则吸收材料15变得干燥。随后，如果流体25再次移动到吸收材料15中，则吸收材料15将再吸收流体25。例如，如果吸收材料15是基本上完全干燥的或部分干燥的，则吸收材料15可以再吸收流体25。吸收材料15基于在吸湿材料10中的流体25的存在、运动、和/或蒸发继续吸收和释放流体25的循环。流体25还可以在吸湿材料10的水合过程中从吸收材料15中被去除。预期的是流体25可以通过除蒸发外的其他方法从吸收材料15中被去除，例如像，暴露于真空或适合用于从吸湿材料10中去除流体25的其他活动。
[0039]再次参考图7，在步骤110中，被流体25接触的吸湿材料10的部分随着流体25进一步移动进入吸湿材料10而增加至部分45。流体25可以是，例如，渗入到吸湿材料10中的雨水。另外，例如，流体25可以是水体98的部分如果在图6中所示的水位96上升。吸收材料15变得固定在吸湿材料10的水合基质中。通道系统70的多个通道75在吸收材料15内形成，该吸收材料被固定在吸湿材料10的水合基质中。通道75的数目增加并且通道系统70在尺寸上膨胀至延伸遍及部分45。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，流体25的一些引起部分45水合。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分45在结构上保持部分50并且基本上防止吸湿材料10遭受外力扰乱。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分45和50 二者在与流体25接触或不接触下经历水合。另外，流体25的一些被吸收材料15吸收，如在以下步骤125中讨论的。此外，流体25的一些在压力下移动通过通道系统70的多个通道75，如以下讨论的。
[0040]在步骤115中，被流体25接触的吸湿材料10的部分随着流体25进一步移动进入吸湿材料10而增加至部分55。吸收材料15变得固定在吸湿材料10的部分55的扩大水合基质中。通道75的数目增加并且通道系统70在尺寸上膨胀至延伸遍及部分55。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，流体25的一些引起部分55水合。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，部分55在结构上保持部分60并且基本上防止吸湿材料10遭受外力扰乱。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分55和60 二者在与流体25接触或不接触下经历水合。另外，流体25的一些被固定在吸湿材料1的水合基质中的吸收材料15吸收，如在以下步骤140中讨论的。此外，流体25的一些在压力下移动通过通道系统70的多个通道75，如以下讨论的。
[0041]在步骤120中，被流体25接触的吸湿材料10的部分随着流体25移动穿过基本上全部吸湿材料10而增加至部分65。吸收材料15变得固定在吸湿材料10的部分65的扩大水合基质中。通道75的数目增加并且通道系统70在尺寸上膨胀至延伸遍及部分65。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，流体25的一些引起部分65水合。可替代地，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，部分65在与流体25接触或不接触下经历水合。另外，流体25的一些被固定在吸湿材料10的水合基质中的吸收材料15吸收，如在以下步骤155中讨论的。此外，流体25的一些在压力下移动通过通道系统70的多个通道75，如以下讨论的。
[0042]当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，预期的是以上在步骤105、110、115和120中描述的过程中的一些可以几乎同时发生，取决于其中流体25移动穿过吸湿材料10的时间段。例如，如果流体25快速地移动通过吸湿材料10，则以上在步骤105、110、115和120中描述的过程中的许多可以几乎同时发生，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时。可替代地，例如，如果流体25缓慢地移动通过吸湿材料1，则以上在步骤105、110、115和120中描述的过程可能在间隔的时间接连地发生，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时(如以下进一步解释的)。
[0043]吸湿材料10的水合基质随时间的推移获得强度。例如，吸湿材料10的水合基质可以是达到几千psi(lbs/in2)的压缩强度的硬化的大块混凝土。例如，吸湿材料10的水合基质可以达到在约I，500psi与约5 ,OOOpsi之间的压缩强度。
[0044]在步骤125中，和如以上关于步骤115提及的，流体25的一些被固定在吸湿材料10的部分45的水合基质中的吸收材料15吸收。随吸收材料15吸收流体25，吸收材料15的重量增加，由此增加了吸湿材料10的重量。随着流体25被吸收材料15吸收或从吸收材料15中去除，吸湿材料10的水合基质的体积或尺寸将保持基本上相同(除例如初始小的膨胀和/或收缩之外)。因此，随着流体25被吸收到吸湿材料10的吸收材料15中，吸湿材料10的重量增加(因为随着流体25被吸收，吸湿材料10的水合基质的体积或尺寸保持基本上恒定)。类似地，随着流体25被从吸湿材料10的吸收材料15中去除时，吸湿材料10的重量减小(因为随着流体25被去除，吸湿材料10的水合基质的体积或尺寸保持基本上恒定)。三个事件之一可能关于步骤125发生。在第一种情况下，部分45的吸收材料15保留恒定量的流体25，由此维持恒定重量(例如，吸收材料15保持在步骤125的重量)ο在第二种情况下，部分45的吸收材料15释放流体25，从而减小重量并且减小吸湿材料10的重量。在这第二种情况下，流体25被从吸收材料15中去除，例如，通过经由通道系统70蒸发到邻近吸湿材料10的空气中。在这第二种情况下，部分45的吸收材料15可以返回到基本上干燥的状态(例如，从步骤125移动回到步骤110，如图7中所示的)。在第三种情况下，附加的流体25被固定在吸湿材料10的部分45的水合基质中的吸收材料15吸收(例如从步骤125朝向步骤130移动，如图7中所示的)。还预期的是吸收材料15可能在步骤110、125、130和135之间吸收或释放不同量的流体25(例如，释放流体25并且从步骤125朝向110移动，但在到达步骤110之前再次开始吸收流体25并且相反移动回到步骤125，如图7中所示的)。
[0045]在步骤130中，因为吸收材料15已经吸收了附加的流体25，吸收材料15的重量进一步增加，由此进一步增加了吸湿材料10的重量。类似于以上对于步骤125描述的三种情况的事件的三个事件之一可以然后发生:基本上恒定量的流体25被保留并且由此恒定的重量被维持;流体25被释放并且吸收材料15的重量减小并且步骤125的重量可以达到(例如从步骤130移动回到步骤125，如图7所示的)；或附加的流体25被固定在吸湿材料10的部分45的水合基质中的吸收材料15吸收(例如从步骤130朝向步骤135移动，如图7中所示的)。
[0046]在步骤135中，被固定在吸湿材料10的部分45的水合基质中的吸收材料15已经吸收了最大量的流体25。在步骤135中的吸收材料15的重量因此比在步骤130中的吸收材料15的重量更高。吸收材料15或者:保持最大量的流体25并且因此保持在恒定重量，或流体25被释放并且吸收材料15的重量减小并且步骤130的重量可以达到(例如从步骤135移动回到步骤130，如图7所示的)。
[0047]在步骤125、130和135期间，流体25还可以移动穿过通道系统70或进入部分55。
[0048]对于部分55的步骤140、145和150类似于以上对于部分45的步骤125、130和135。因此，在步骤140、145和150中，不同量的流体25被固定在吸湿材料1的部分55的水合基质中的吸收材料15吸收。在步骤140、145和150期间，流体25还可以移动穿过通道系统70或进入部分65。
[0049]对于部分65的步骤155、160和165类似于以上对于部分45的步骤125、130和135。因此，在步骤155、160和165中，不同量的流体25被固定在吸湿材料10的部分65的水合基质中的吸收材料15吸收。在步骤155、160和165期间，流体25可以经由通道系统70移动穿过基本上全部吸湿材料10。
[0050]因此，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，不同量的流体25可以移动穿过吸湿材料10因为水合基质的尺寸由于与流体25接触而增加(例如，部分45、55和65)。另外，当吸湿材料10或者是一种非混合胶凝材料或者一种混合的胶凝材料时，不同量的流体25被吸收材料15吸收。
[0051]例如，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10可以呈基本上干燥的状态(例如，步骤100)。另外，例如，吸湿材料1可以呈部分水合的状态(例如，吸湿材料1的一些部分是水合的)或呈基本上完全水合的状态其中吸收材料15基本上不吸收流体25 (例如，步骤105、110、115和120)当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时。此外，例如，吸湿材料10可以呈部分水合的状态(例如，吸湿材料10的一些部分是水合的)其中吸收材料15已经仅部分吸收流体25 (例如，步骤125、130、140和145)当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时。此外，例如，吸湿材料10可以呈部分水合的状态(例如，吸湿材料10的一些部分是水合的)其中吸收材料15已经基本上完全吸收流体25至最大量(例如，步骤135和150)当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时。此外，例如，吸湿材料10可以呈基本上完全水合的状态其中吸收材料15已经仅部分吸收流体25 (例如，步骤155和160)当吸湿材料1是一种非混合胶凝材料时。此外，例如，吸湿材料10可以呈基本上完全水合的状态其中吸收材料15已经基本上完全吸收流体25至最大量(例如，步骤165)当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时。
[0052]可替代地，例如，当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时，吸湿材料10可以呈水合或基本上完全水合的状态，其中吸收材料15基本上不含流体25(例如，步骤100、105、110、115和120)。此外，例如，吸湿材料10可以呈水合或基本上完全水合的状态其中吸收材料15已经仅部分吸收流体25(例如，步骤125、130、140、145、155和160)当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时。此外，例如，吸湿材料10可以呈水合或基本上完全水合的状态其中吸收材料15已经基本上完全吸收流体25至最大量(例如，步骤135、150和165)当吸湿材料10是一种混合的胶凝材料时。
[0053]因此，如图7中所示的，吸湿材料10的吸收材料15吸收并且释放不同量的在水合中未使用的流体25以改变吸湿材料10的重量。随吸收材料15吸收增加量的流体25，吸湿材料1的重量增加。随流体25被从吸收材料15中去除，吸湿材料1的重量降低。吸收材料15可以暂时吸收流体25因为吸收材料15可以既吸收又释放流体25(例如，流体25被去除)，并且可以再吸收流体25。相比之下，在水合过程中使用的流体25的一些或基本上全部可以不被暂时吸收，因为它可能在水合之后不被释放或去除。
[0054]由于来自布置在吸湿材料10中的吸收材料15和/或水泥粘合剂的拉作用引起了流体25穿过通道系统70的多个通道75的内部运动(例如，在水合过程中)。在水合后，流体25被拉通过在吸收材料15中形成的通道系统70的多个通道75。布置在吸湿材料10中的吸收材料15可以通过芯吸作用拉入布置在吸湿材料1的任何外表面(例如，表面30)上的流体25 ο吸收材料15的拉作用和/或芯吸作用可能引起多个具有高压和低压的位置(例如，高压部分A和低压部分B，如在图5所示的)。流体25通过通道系统70的多个通道75中的一个或多个从吸收材料15的高压部分A移动至吸收材料15的低压部分B。经由通道系统70的具有不同压力的吸收材料15的区域之间的移动有助于流体25遍及吸湿材料10的吸收和运输。另外，预期的是在位于吸湿材料10的外部的源处产生的并且施加在吸湿材料10的外部流体静压力(例如，其是大于布置在吸湿材料10中的流体25的压力的压力)可以在通道系统70内产生一种移动流体25(其是处于低于该外部流体静压力的压力)通过吸湿材料10的加压系统。例如，外部流体静压力P，如图5中所示的，可以在通道系统70内产生一种移动流体25的加压系统。
[0055]通道系统70的多个通道75形成通道的复杂网络，该网络在水合之前、期间以及之后将流体25保留在吸湿材料10内持续比常规胶凝材料相对更长的时间段。因为通道系统70将流体25保留在吸湿材料10内持续比常规胶凝材料相对更长的时间段，所以吸湿材料10的重量由于此增加的流体25的保留相比于常规胶凝材料进一步增加。
[0056]吸湿材料10，当干燥使用(例如，非混合)时，可以在水合期间产生更少的热量，并且因此在吸湿材料10中产生相对较少的裂化和/或压裂，相比于常规胶凝材料的水合。流体25通过通道75移动，由此接触布置在吸湿材料10中的未水合的粘合剂并且引发未水合的粘合剂的水合。因为此过程是基于流体25的行进(例如，行进速率和/或行进方向)，该水合过程可能顺序地发生(例如，并非所有同时)，由此降低了由该水合过程引起的热量。因此，可能减少在水合期间产生的热量，从而减少在水合期间在吸湿材料10中产生的压裂和/或裂缝的量。因此，可能在水合期间在吸湿材料10中产生更少的压裂和/或裂缝，相比于常规胶凝材料。
[0057]如果在图6中所示的水体98的水位96上升，例如，流体25可能来自水体98。当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料时，吸湿材料10的部分已经水合(例如，部分35、45和/或65)，这样使得水合的表面部分保持未水合的部分(例如，部分40、50、60)在适当位置抵抗被冲走。可替代地，当吸湿材料1是一种混合的胶凝材料时，吸湿材料1的基本上全部部分在与流体25接触或不接触下经历水合。水体98提供移动进入吸湿材料10的流体25，当吸湿材料10是一种非混合胶凝材料或混合的胶凝材料时。吸湿材料10如以上所述的获得强度并且增加重量，增加抵抗外力的能力并且由此减缓图6所示的桥台90和/或底座95的侵蚀。如图6中所示的，吸湿材料10可能被放置在潜在冲刷高地94下方。潜在冲刷高地94可能是设计的冲洗极限，该冲洗极限对于给定结构或位置可以凭经验确定。放置在潜在冲刷高地94下方的安装的吸湿材料10，如图6所示，可以保护桥台90和/或底座95免受在由增加的水体98的流量引起的侵蚀过程中的冲刷。
[0058]因为吸湿材料10的吸收材料15可以基于吸收和再吸收流体25增加重量，吸湿材料10可以增加重量以抵抗外力。因此，吸湿材料10可以减缓由外力，例如像，流水、海洋潮汐、和/或上升水引起的侵蚀。另外，吸湿材料10可以被快速放置且立即获得强度和重量当暴露于流体25时，该流体可以包括可能引起导致侵蚀的外力的液体，例如像，流水、海洋潮汐、和/或上升水。吸湿材料10可以因此吸收和/或再吸收流体25以增加重量，从而增加抵抗外力的能力以减缓在所希望的位置处的侵蚀，这些位置例如像，海岸区域、结构底座和桥台、河岸、低洼的土壤、具有高地下水位的区域、以及位于泛滥平原的区域。
[0059]对本领域技术人员而言将清楚的是可对所披露的胶凝材料和用于使用胶凝材料的方法做出不同的修改和改变。从考虑所披露的方法和材料的说明书及实践，其他实施例对于本领域普通技术人员将是明显的。意图是本说明书和实例被视为仅示例性的，其中真实的范围是由以下权利要求及它们的等效物指示的。
【主权项】
1.一种方法，包括: 提供一种胶凝材料，该胶凝材料包括一种吸收材料； 在该胶凝材料的水合期间将一种流体吸收到该吸收材料中；并且 在该胶凝材料的水合后将该流体保留在该吸收材料中。2.如权利要求1所述的方法，进一步包括在该胶凝材料的水合后在将该流体保留在该吸收材料中之后从该吸收材料去除基本上全部的该流体。3.如权利要求1所述的方法，其中当该流体被吸收到该吸收材料中时该胶凝材料的重量增加。4.如权利要求2所述的方法，其中当该流体被从该吸收材料中去除时该胶凝材料的重量减小。5.如权利要求2所述的方法，进一步包括在去除基本上全部的该流体后将该流体或另一种流体再吸收到该吸收材料中。6.如权利要求2所述的方法，其中从该吸收材料中去除该流体包括从该吸收材料中蒸发该流体。7.如权利要求1所述的方法，其中: 该胶凝材料是混凝土;并且 该流体是水。8.如权利要求1所述的方法，其中该胶凝材料是非混合混凝土。9.如权利要求1所述的方法，其中该吸收材料包括一种超吸收性材料，该超吸收性材料包括天然纤维、合成纤维、微纤维、以及管状材料中的至少一种。10.—种材料，包括: 一种呈水合状态的混凝土材料，该混凝土材料包括 一种遍及该混凝土材料分散的超吸收性材料，以及 一种聚集体材料； 其中该超吸收性材料包括多个延伸穿过该混凝土材料的通道;并且 其中该超吸收性材料比该聚集体材料更具吸收性。11.如权利要求10所述的材料，其中该超吸收性材料包括天然纤维、合成纤维、微纤维、以及管状材料中的至少一种。12.如权利要求10所述的材料，其中该超吸收性材料包括纤维素纤维、棉线、以及纸中的至少一种。13.如权利要求10所述的材料，其中该混凝土材料是非混合混凝土。14.如权利要求10所述的材料，其中该混凝土材料是混合的混凝土。15.如权利要求10所述的材料，其中该混凝土材料是未增强的大块混凝土。16.一种方法，包括: 提供一种胶凝材料，该胶凝材料包括一种吸收材料； 在该胶凝材料的水合期间将一种流体吸收到该吸收材料中； 在该胶凝材料的水合期间移动该流体穿过该吸收材料；以及 在该胶凝材料的水合后将该流体保留在该吸收材料中。17.如权利要求16所述的方法，进一步包括在该胶凝材料的水合之后使用外部流体静压力移动该流体穿过该吸收材料。18.如权利要求16所述的方法，其中当该流体被吸收到该吸收材料中时该胶凝材料的重量增加。19.如权利要求16所述的方法，进一步包括: 在该胶凝材料的水合后在将该流体保留在该吸收材料中之后从该吸收材料去除基本上全部的该流体;并且 在去除基本上全部的该流体后将该流体或另一种流体再吸收到该吸收材料中。20.如权利要求19所述的方法，其中当该流体被从该吸收材料中去除时该胶凝材料的重量减小。
【文档编号】C04B40/04GK106061916SQ201580003892
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年1月15日
【发明人】斯图尔特·克雷格斯坦
【申请人】斯图尔特·克雷格斯坦