用于混凝土的中效減水劑（mrwr）的制作方法
【專利摘要】用于混凝土的減水摻混劑，其包含含至少一種木質(zhì)素磺酸鈣的第一組合物，以及含至少一種乙烯基共聚物和至少一種糖的第二組合物。
【專利說明】用于混凝土的中效減水劑(MRWR)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于預(yù)拌混凝土行業(yè)的化學摻混劑(admixtures)。特別地,本發(fā)明涉及一種用于混凝土的減水摻混劑和這樣的摻混劑在混凝土的制備中用于減少用水量的用途。進一步地，本發(fā)明涉及用于制備混凝土的方法，并涉及根據(jù)該方法制備的混凝土。
現(xiàn)有技術(shù)
[0002]本發(fā)明尋求提供一種用于預(yù)拌混凝土行業(yè)的解決方案，該行業(yè)正遭受使用未沖洗的具有高含量細粉料的碎骨料的后果。傳統(tǒng)的解決方案是沖洗骨料以消除細粉料含量。然而，目前，骨料和預(yù)拌行業(yè)正處于更具可持續(xù)性和節(jié)約用水的高壓下，特別是在世界上水稀缺的許多區(qū)域，因此預(yù)拌混凝土行業(yè)被迫使用未沖洗的具有高細粉料量的碎骨料來生產(chǎn)混凝土。目前情況的結(jié)果是，越來越難用那些種類的碎骨料生產(chǎn)高質(zhì)量的混凝土。因此，預(yù)拌混凝土行業(yè)正在尋求一種新的摻混劑技術(shù)來幫助他們解決這個問題。他們的目標是具有新一代的摻混劑來幫助他們以每立方米低水泥用量和使用未沖洗的具有高細粉料量的細骨料生廣聞品質(zhì)的混凝土。
[0003]為了為預(yù)拌混凝土行業(yè)提供這樣的解決方案，現(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)描述許多方法。
[0004]傳統(tǒng)的方法是沖洗所述骨料，以將通過200目(相當于74微米)的細粉料的百分比降低到5%以下(基于該骨料的總重)。這種方法反映在ASTM C-33標準。
[0005]第二種現(xiàn)有技術(shù)的方法是使用粘土抑制劑。為了抑制預(yù)拌混凝土行業(yè)使用的一些骨料細粉料中所含的膨脹性粘土，對各種摻混劑已經(jīng)進行了說明。其目的是抑制膨脹性粘土，并通過這種方式減少 當它們?nèi)苊洉r由于它們插入到粘土顆粒中而失去包含在它們的摻混劑中的分散劑(增塑劑或超增塑劑)的一部分活性部分的可能性。
[0006]另一種現(xiàn)有技術(shù)的方法是預(yù)處理具有高細粉料量的碎骨料。在這種方法中，這個想法是將化合物噴在所述骨料上來抑制骨料-細粉在混凝土中的負面影響。目前這種方法正由一些預(yù)拌混凝土公司進行測試。
[0007]另一種現(xiàn)有技術(shù)的方法是使用具有緩凝劑和加氣的木質(zhì)素磺酸鈣基摻混劑。這是在MRWR (中效(Mid Range)減水劑)預(yù)拌混凝土市場中處理未沖洗的具有高含量細粉料的碎骨料目前所選擇的解決方案。這個解決方案提供了 10-14%數(shù)量級的水減少量，并且保持了樣品的可加工性，該樣品具有加入到木質(zhì)素磺酸鈣中的凝固時間緩凝劑和加氣劑的混合效果。
[0008]上述現(xiàn)有技術(shù)的所有方法都有明確的缺點。
[0009]現(xiàn)在傳統(tǒng)的方法在世界上水稀缺且優(yōu)先將其用于人類消費的廣大地區(qū)是不可持續(xù)的。骨料和預(yù)拌混凝土行業(yè)正處于改善其可持續(xù)性的高壓下，這種傳統(tǒng)的方法不是他們要尋找的解答。
[0010]在與使用粘土抑制劑相關(guān)的現(xiàn)有技術(shù)的方法中，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一些非常有效的膨脹性粘土抑制劑。然而，這些解決方案的價格/性能對預(yù)拌混凝土行業(yè)尚未構(gòu)成吸引力，主要是因為在競爭激烈的市場中，期待它們通過強度性能的顯著增加來抵消摻混劑的價格，通過降低混凝土混合料中水泥用量但最后保持相同的抗壓強度來給予它們省錢的機會。用這些解決方案沒有實現(xiàn)成本/性能目標，除了其它原因之外，是因為增加的抗壓強度不足以抵消摻混劑的成本。
[0011]還已發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的預(yù)處理具有高細粉料量的碎骨料的方法具有明確的缺點。這種方法在MRWR市場中的急速增加反映出缺乏來自化學摻混劑行業(yè)的成本/性能的解決方案。盡管這種方法是一種很有前途的想法，但還存在關(guān)于這個方法在成本/性能關(guān)系方面如何有效的問題的明確的疑慮。特別是，這些疑慮關(guān)注以下問題:
[0012]-該解決方案似乎不足夠穩(wěn)固(robust)以與不同類型的混合水泥使用。
[0013]-該解決方案似乎不足夠穩(wěn)固(robust)以與不同類型的具有不同細粉料量的骨料(天然或人造)使用。
[0014]-尚未顯示這種解決方案能夠在抗壓強度方面產(chǎn)生顯著增加，以通過減少混凝土中水泥的量來抵消該摻混劑的成本，而在強度方面沒有負面影響。
[0015]也已經(jīng)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)的使用具有緩凝劑和加氣劑的木質(zhì)素磺酸鈣摻混劑的方法具有若干缺點。即使這種方法是當前MRWR成本/性能的解決方案的選擇，MRffR市場仍然需要一個更好的解決方案，以進一步減少用未沖洗的細粉料含量在5%以上(基于骨料的總重)的碎骨料制成的混凝土的水泥含量。他們希望如此，主要是因為他們希望有一個解決方案，以幫助他們與其他不同于水泥的壓低價格的材料競爭。要做到這一點的方法，通過要求更有效的MRWR解決方案能夠使混合水降低15%以上，并給予在抗壓強度方面顯著改善而不損害混凝土的質(zhì)量。目前基于木質(zhì)素磺酸鹽的技術(shù)未能提供更高效的摻混劑。似乎該技術(shù)已經(jīng)實現(xiàn)了 14%的水減少量、7-9小時的初凝時間和4-6%的空氣含量的極限。
[0016]本發(fā)明的公開內(nèi)容
[0017]因此，本發(fā)明的根本目的是提供一種用于混凝土的摻混劑，其克服了現(xiàn)有技術(shù)方法的上述缺點。特別地，本發(fā)明的根本目的是提供用于混凝土的減水摻混劑，其對共混的水泥源的變化以及未沖洗不合標準的骨料的類型穩(wěn)固，同時允許降低混凝土的空氣含量。本發(fā)明所基于的再一個目的是提供一種用于混凝土的減水劑，當與現(xiàn)有技術(shù)所述的方法相比較時，其在成本和性能的關(guān)系方面是優(yōu)越的。
[0018]這個目的是通過一種用于混凝土的減水摻混劑解決的，所述減水摻混劑包含含至少一種木質(zhì)素磺酸鈣的第一組合物，和含至少一種乙烯基共聚物以及至少一種糖、特別是葡萄糖的第二組合物。
[0019]在一個優(yōu)選的實施方案中，所述第一組合物還包含至少一種胺，特別是三乙醇胺。
[0020]在進一步優(yōu)選的實施方案中，所述第二組合物的至少一種乙烯基共聚物包含選自乙酸乙烯酯和乙烯醇的單體單元與N-取代的馬來酰胺酸的單體單元以1:1的摩爾比的基本上水溶性的線性共聚物，所述共聚物由式(A)表示，
[0021]
【權(quán)利要求】
1.用于混凝土的減水摻混劑，其包含 含至少一種木質(zhì)素磺酸鈣的第一組合物； 和含至少一種乙烯基共聚物以及至少一種糖的第二組合物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的減水摻混劑，其中所述第一組合物還包含至少一種胺，特別是三乙醇胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的減水摻混劑，其中在所述第二組合物中的至少一種乙烯基共聚物包含選自乙酸乙烯酯和乙烯醇的單體單元與N-取代的馬來酰胺酸的單體單元以1:1的摩爾比的基本上水溶性的線性共聚物,所述共聚物由式(A)表示

4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的減水摻混劑，其中在所述第二組合物中的至少一種乙烯基共聚物包括由下式表示的化合物
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的減水摻混劑，其中所述第一組合物還包含至少一種糖、特別是玉米糖漿和/或葡萄糖，至少一種堿性化合物、特別是氫氧化鈉，至少一種防腐劑，以及至少一種消泡劑。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的減水摻混劑，包含第一組合物，其包含 約50-100wt.-%的至少一種木質(zhì)素磺酸鈣， 約0-5wt.-%的至少一種胺,特別是三乙醇胺， 約O-1Owt.-%的至少一種糖,特別是玉米糖衆(zhòng)和/或葡萄糖， 約0-3wt.-%的至少一種堿性化合物，特別是氫氧化鈉， 約0-3wt.-%的至少一種防腐劑,和 約0-3wt.-%的至少一種消泡劑，以及 第二組合物，其包含 約10-90wt.%的至少一種乙烯基共聚物，和 約10-90wt.-%的至少一種糖、特別是葡萄糖。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項的摻混劑在混凝土的制備中用于減少用水量的用途。
8.根據(jù)權(quán)利要求7的用途，其中所述混凝土是水泥含量<250kg/m3和包括通過200目(對應(yīng)于74微米)的膨脹性粘土的細粉料含量> 2%的混凝土，基于總的混凝土的重量計。
9.制備混凝土的方法，包括以下步驟: 使混凝土混合料與包含水和至少一種木質(zhì)素磺酸鈣的第一水性組合物混合，和 混合所得到的混合料與包含水、至少一種乙烯基共聚物和至少一種糖的第二水性組合物。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其中所述第一水性組合物包含用于制備所述混凝土的水的總量的60-99wt.-%、特別是約80-95wt._%，和所述第二水性組合物包含用于制備所述混凝土的水的總量的約l_40wt.-%、特別是約5-20wt.-%。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10的方法，其中所述第一水性組合物還包含胺，特別是三乙醇胺。
12.根據(jù)權(quán)利要求9至11任一項的方法，其中在第二水性組合物中的至少一種乙烯基共聚物包含選自乙酸乙烯酯和乙烯醇的單體單元與N-取代的馬來酰胺酸的單體單元以1:1的摩爾比的基本上水溶性的線性共聚物,所述共聚物由式(A)表示
13.根據(jù)權(quán)利要求9至12任一項的方法，其中在所述第二水性組合物中的至少一種乙烯基共聚物包括由下式表示的化合物
14.根據(jù)權(quán)利要求9至13任一項的方法，其中所述第一水性組合物還包含至少一種糖、特別是玉米糖漿和/或葡萄糖，至少一種堿性化合物、特別是氫氧化鈉，至少一種防腐劑，以及至少一種消泡劑。
15.根據(jù)權(quán)利要求9至14任一項的方法，其中所述第一水性組合物包含 約50-100重量份的至少一種木質(zhì)素磺酸鈣， 約10-50重量份的至少一種胺，特別是三乙醇胺， 約0-10重量份的至少一種糖，特別是玉米糖漿和/或葡萄糖， 約0-3重量份的至少一種堿性化合物，特別是氫氧化鈉， 約0-3重量份的至少一種防腐劑，和 約0-3重量份的至少一種消泡劑，以及 所述第二水性組合物包含 約10-90重量份的至少一種乙烯基共聚物，和 約10-90重量份的至少一種糖，特別是葡萄糖。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15任一項所述的方法制備的混凝土。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的混凝土，其中所述混凝土是水泥含量<250kg/m3和包括通過200目(對應(yīng)于74微米)的膨脹性粘土的細粉料含量> 2%的混凝土，基于總的混凝土的重量計。
【文檔編號】C04B28/02GK103717550SQ201280036044
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2012年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月30日
【發(fā)明者】C·M·比格, A·皮特, W·洛佩茲-岡薩雷斯, M·莫拉-馬蒂內(nèi)茲, P·加西亞, D·岡薩雷斯-奧特加 申請人:Sika技術(shù)股份公司