专利名称：用于混凝土制的部件和结构的含钙盐快速水硬胶凝材料的制作方法
用于混凝土制的部件和结构的含钙盐快速水硬胶凝材料本发明的目的是用于制造混凝土部件和结构的含钙盐的快速水硬胶凝材料组合物。用于灰浆或混凝土的快速水硬胶凝材料指快凝和快硬的水硬胶凝材料。在其组成中使用这类胶凝材料的混凝土在施用后于短期内获得显著的机械特性。对于流态混凝土， 优选4小时后其压缩强度RC为至少IMPa，而对于自流平(self-placing)(或自密实)混凝土，优选5小时后为至少lMPa、M小时后为至少12MPa。这些混凝土为流态或自流平(或自密实)混凝土，并且具有最小1小时到最大2 小时的和易性(workability)持续时间。流态混凝土的和易性由在Abrams锥筒处的坍落高度或坍落度值(按1981年12 月的法国标准NF P 18-451)来量度，据估计，当此坍落度为至少150mm、优选至少180mm时， 混凝土是流态的。自流平(或自密实)混凝土的和易性通常按照标题为“Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete，EFNARC，2002 年 2 月，第 19-23 页”的文件中所描述的操作程序自坍落流动度或铺展度来量度；对于自密实混凝土，铺展度值高于 650mm(并通常小于800mm)。本发明涉及混凝土，更具体而言，涉及流态或自流平(或自密实)混凝土，其旨在用于制造部件或结构，无论是工厂中预制的部件，还是建筑工地上的结构，例如混凝土壳体、板石等。本申请人名下的专利申请EP 1 893 548描述了一种快速水硬胶凝材料，所述胶凝材料包含水泥、至少一种超增塑剂、亚硝酸钙和至少一种甲酸衍生物。所述甲酸衍生物可以呈醛的形式，例如对应于甲醛。虽然这样的快速水硬胶凝材料能够很令人满意地用来制造流态或自流平(或自密实)混凝土，但其缺点在于采用了甲酸衍生物，这至少在甲醛的情况下为有毒化合物。因此，需要一种制造混凝土部件和工件的方法，所述混凝土部件和工件甚至在低于10°C的温度下长时间保持和易性、导致快速获得短时机械强度并因此可提高模板的复用率，所述混凝土使用包含钙盐且不包含任何有毒甲酸衍生物的快速水硬胶凝材料。为此，本发明提出了一种水硬胶凝材料，所述胶凝材料包含水泥、至少一种第一超增塑剂、钙盐和至少一种第二超增塑剂，所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中与所述主链分离，其结果是所述第二超增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。本发明提供了决定性的优势，因为其可允许由不含任何有毒甲酸衍生物的水硬胶凝材料来制造流态或自密实(自流平)混凝土。特别地，有利的是，本发明允许制造易施用且低成本的混凝土组合物。所述组合物具有适宜的流变学，优选涉及最少1小时、最多1. 5小时到2小时的和易性时间(混合后) 和非常快速的凝固。有利的是，本发明允许制造流态混凝土，特别是90分钟后坍落度至少为15cm、优选至少18cm的流态混凝土。有利的是，本发明允许制造自流平混凝土，特别是90分钟后铺展度超过650mm的自流平混凝土。最后，本发明具有可适用于所有工业中的优势，特别是建筑工业、化学工业(佐剂生产商)和建筑工业的整个结构市场(建筑物、土木工程或预制厂)以及水泥工业。特别地，根据本发明的快速水硬胶凝材料可用来铺筑和/或修补路面。此外，根据本发明的快速水硬胶凝材料可用于混凝土部件的加速模板移除，特别用于制造适于快速模板移除的混凝土壳体和用于制造预制梁。在阅读下面的描述和纯粹作为示例而非作为限制所给出的实施例，本发明的其他优点和特征将变得显而易见。本发明涉及一种快速水硬胶凝材料，所述胶凝材料包含水泥、至少一种第一超增塑剂、一种钙盐和至少一种第二超增塑剂，所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中与所述主链分离，其结果是所述第二超增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。本发明的目的还在于一种促凝剂混合物，所述促凝剂混合物包含至少一种第一超增塑剂、一种钙盐和至少一种第二超增塑剂，所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中与所述主链分离， 其结果是所述第二增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。本发明的目的还在于一种包含与水混合的根据本发明的快速水硬胶凝材料的潮湿混凝土或灰浆。根据本发明，表述“水硬胶凝材料”指在水的存在下具有水化性质并且其水化可获得具有机械特性的固体的任何化合物。水硬胶凝材料可以是根据EN 197-1标准的水泥。术语“混凝土”指水硬胶凝材料、粒料(granulate)、水、任选的添加剂和任选的矿物添料的混合物，例如高性能混凝土、极高性能混凝土、自流平混凝土、自调勻混凝土、 自密实混凝土、纤维混凝土、即用型混凝土或彩色混凝土。术语“混凝土 ”还指已经过上浆 (finishing)操作的混凝土如粗糙化混凝土、钝化或冲洗混凝土、或抛光混凝土。根据该定义，这还指预应力混凝土。术语“混凝土”包括灰浆，在此特定情况下，混凝土包含水硬胶凝材料、砂、水和任选的添加剂以及任选的矿物添料的混合物。根据本发明，术语“混凝土”不加选择地指新制混凝土或已凝混凝土。根据本发明，术语“粒料”指砂砾、粗砂和/或砂。根据本发明，表述“矿物添料”指矿渣(如标准“Ciment” (水泥)NF EN 197-1第 5. 2. 2节中所定义)、炼钢厂炉渣、火山灰材料(如标准“Ciment”NF EN 197-1第5. 2. 3节中所定义)、飞灰(如标准“Ciment”NF EN 197-1第5· 2. 4节中所定义)、煅烧片岩(如标准“Ciment”NF EN 197-1 第 5. 2. 5 节中所定义)、石灰石(如标准“Ciment”NF EN 197-1 第5. 2. 6节中所定义)或此外硅粉(silica fume)(如标准“Ciment"NF EN 197-1第5· 2· 7 节中所定义)或其混合物。根据本发明，表述“波特兰水泥”指根据标准“水泥”NF EN 197-1的CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV 或 CEM V 型水泥。表述“减水剂”指用来减少制造混凝土所需的水量的添加剂。举例来说，基于木质
4素磺酸、基于羧酸或经处理的碳水化合物的减水剂可将制造混凝土的需水量减少约10%到 15%。表述“超增塑剂”或“超流化剂”或“超减水剂”指可将制造混凝土所需的水量减少超过20%、例如约30%的减水剂。超增塑剂具有流化作用，在相同水量的情况下，混凝土的和易性在超增塑剂的存在下得以提高。表述“立即奏效的超增塑剂”指包含与主链相连的侧链的超增塑剂，在20°C的碱性介质中，低于10%的所述侧链与主链分离。表述“延迟奏效的超增塑剂”指包含与主链相连的侧链的超增塑剂，在20°C的碱性介质中，至少10%的所述侧链与主链分离。表述“可水解聚合物”指其结构在氢氧根离子(0H_)的作用下通过生成羧酸官能团COOH或羧酸根官能团C00—而改变的聚合物。可水解的化学官能团具体有，但不限于酸酐类、酯类、腈类、酰胺类和酰亚胺类。表述“可水解的单体”指结合进聚合物中后为聚合物提供可水解性质的单体。举例来说，丙烯酰胺和丙烯酸的酯类为可水解的单体。表述“聚环氧烷聚羧酸酯”意在指聚羧酸酯主链上带接枝有聚环氧烷的侧链的梳形共聚物。这些聚合物常被缩写为PCP。表述聚合物的“酯程度”指如下式所定义的带酯官能团的主链单体单元的比例
权利要求
1.一种快速水硬胶凝材料，所述胶凝材料包含-水泥；-至少一种第一超增塑剂；-钙盐；和-至少一种第二超增塑剂，所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中与所述主链分离，其结果是所述第二增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。
2.根据权利要求1的胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料不包含任何甲醛。
3.根据权利要求2的胶凝材料，其特征在于，所述胶凝材料不包含任何甲酸衍生物。
4.根据权利要求1-3中任一项的胶凝材料，其中所述第二超增塑剂包含至少一种可水解聚合物。
5.根据权利要求4的胶凝材料，其中所述可水解聚合物是聚环氧烷聚羧酸酯类型的， 包含的可水解单体单元占所述可水解聚合物的全部单体单元的5摩尔％到95摩尔％，优选占所述可水解聚合物的全部单体单元的10摩尔％到60摩尔％。
6.根据权利要求5的胶凝材料，其中所述可水解的单体选自丙烯酰胺及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羟烷基酯、丙烯酸聚乙二醇酯、可共聚的羧酸酐和可共聚的酰亚胺。
7.根据权利要求4-6中任一项的胶凝材料，其中所述可水解聚合物是聚环氧烷聚羧酸酯类型的。
8.根据权利要求1-7中任一项的胶凝材料，以所述胶凝材料的干重计，所述胶凝材料包含-99. 5-90%、优选99-95重量％的水泥；-0. 5-10%、优选1-5重量％的以整体计的如下各组分-所述至少第一超增塑剂；-所述钙盐；和-所述至少第二超增塑剂。
9.根据权利要求1-8中任一项的胶凝材料，其中所述第一超增塑剂是聚环氧烷聚羧酸酯类型的。
10.根据权利要求1-9中任一项的胶凝材料，其中所述钙盐为亚硝酸钙。
11.根据权利要求1-10中任一项的胶凝材料，其中所述胶凝材料中钙盐的量占所述胶凝材料的0. 5-10重量％、优选1. 5-5重量％。
12.根据权利要求1-11中任一项的胶凝材料，其中按干提取物计的所述第二超增塑剂相对于所述钙盐的量占所述钙盐的量的1_10%、优选2-5%。
13.一种用于水硬胶凝材料的促凝剂混合物，所述促凝剂混合物包含至少一种第一超增塑剂、一种钙盐和至少一种第二超增塑剂，所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中与所述主链分离， 其结果是所述第二超增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。
14.一种混凝土，其包含与水混合的根据权利要求1-12中任一项的水硬胶凝材料。
全文摘要
本发明涉及一种快速水硬胶凝材料，所述胶凝材料包含水泥、至少一种第一超增塑剂、钙盐和至少一种第二超增塑剂。所述第二超增塑剂不同于所述第一超增塑剂，并且包含主链和侧基，所述侧基与所述主链相连并且适于在碱性介质中离开所述主链，由此所述第二超增塑剂具有在碱性介质中至少暂时性地随时间增加的流化作用。
文档编号C04B22/08GK102317230SQ201080007846
公开日2012年1月11日 申请日期2010年2月16日 优先权日2009年2月17日
发明者伊莎贝尔·斯格罗, 大卫·里纳尔迪, 奥拉西奥·纳兰霍, 布鲁诺·佩尔兰, 帕斯卡莱·布斯丁戈里, 泽格·萨比奥, 让-米歇尔·拉耶 申请人:库瑞索有限公司, 拉法基集团