水泥组合物以及外加剂的制作方法
【专利摘要】一种水泥组合物，包括至少一种水泥材料和/或凝硬性材料和至少一种脱糖糖浆。一种制备水泥组合物的方法，包括形成水、至少一种水泥材料和/或凝硬性材料以及至少一种脱糖糖浆的混合物。一种用于水泥组合物的外加剂，包括：(i)至少一种脱糖糖浆；和(ii)至少一种烷醇胺和/或至少一种多羟基烷基胺。
【专利说明】水泥组合物以及外加剂
[0001]用于水泥组合物的外加剂为各种不同的制剂，并且用于实现许多不同的目的。外加剂通常包括纳入至水泥组合物以使水泥组合物具有特定物理特性的材料，所述物理特性例如(但不限于)一旦组合物开始凝固后提高其强度、降低对于组合物充分的可加工性所需的水量，或改变组合物凝固所需的时间。
[0002]水泥组合物行业不断寻求新的外加剂，所述外加剂使得制备组合物的方法更有效并且改进了所得的水泥组合物。
[0003]图1为不含外加剂的水泥浆与含有甜菜糖浆和脱糖的甜菜糖浆的水泥浆相比放热速率的图示。
[0004]图2为含有甜菜糖浆的水泥组合物与含有脱糖的甜菜糖浆的水泥组合物相比凝固时间的图示。
[0005]图3为含有飞灰的样品水泥组合物的坍落度数据的图示。
[0006]图4为含有和不含有飞灰的样品水泥组合物的凝固时间数据的图示。
[0007]图5为含有矿渣的样品水泥组合物的抗压强度数据的图示。
[0008]图6为含有和不含有飞灰的样品水泥组合物的抗压强度数据的图示。
[0009]图7为含有和不含有矿渣的样品水泥组合物的抗压强度数据的图示。
[0010]图8为含有和不含有矿渣的样品水泥组合物的抗压强度数据的图示。
[0011]本发明提供了一种含有至少一种脱糖糖浆的外加剂和/或水泥组合物。本发明还提供了一种制备水泥组合物的方法，所述方法包括形成水、至少一种水泥材料和/或凝硬性(pozzolanic)材料，以及至少一种脱糖糖衆的混合物。
[0012]如本发明所使用，术语“脱糖糖浆”定义为下述至少之一:(i)已通过一种方法从糖浆移除糖的糖浆；或(ii)总糖含量小于或等于约45重量％糖浆的糖浆，基于糖浆的干重计。在某些实施方案中，“脱糖糖浆”可以具有小于或等于约40重量％糖浆的蔗糖含量，基于糖浆的干重计。在某些实施方案中，“脱糖糖浆”可以具有小于或等于约35重量％糖浆的蔗糖含量，基于糖浆的干重计。在某些实施方案中，“脱糖糖浆”可以具有小于或等于约30重量％糖浆的蔗糖含量，基于糖浆的干重计。在某些实施方案中，“脱糖糖浆”在制造后可以具有小于约40重量％的总的水含量(不包括制造后加入至脱糖糖浆产物中的任何水)，基于脱糖糖浆的总重量计。在某些实施方案中，“脱糖糖浆”可以排除糖浆发酵过程的副产物。
[0013]脱糖糖衆可以由多种来源市售可得，如MidWest Agr1-Commodities, SanRafael, California, American Crystal Sugar Company, Hillsboro, North Dakota 和
Western Sugar Cooperative, Denver, Colorado。如本发明所使用，术语“脱糖”-当没
有用在精确的术语“脱糖糖浆”中时——是指从材料移除糖过程的结果。术语“干重”是指材料或混合物的总重量，不包括在材料或混合物中存在的任何水的重量。
[0014]糖浆为许多糖精炼过程的副产物，并且包括从原料(例如甜菜或甘蔗)提取糖之后所留下的材料。糖浆可以含有高含量的残留糖，并且为此可以加工糖浆以由其提取另外的糖以使糖精炼过程的糖产量最大化。在糖浆被加工后留下的材料有时通常称为脱糖糖浆。然而，以上提供的术语“脱糖糖浆”的定义扩展超出了用于从糖浆提取糖的方法的副产物。[0015]从甜菜糖衆移除糖的方法的一个非限制性的实例为Mosen Asaid, PhD在BeetSugar Handbook的第8章所述的molasses desugaring by chromatography (“MDC”)(WileyInterscience, 2007,第517-545页)。MDC方法可以基于离子排斥色谱法技术。MDC方法基于离子化合物的排除或排斥(exclusion or rejection)和非离子化合物的内含或吸附(inclusion or adsorption)而工作。MDC方法是多组分方法,其不仅从非鹿糖部分(萃余液)分离蔗糖部分(或萃取液)，也从糖浆回收其它有价值的组分(如甜菜碱)。
[0016]简单概述，MDC方法的步骤包括:(1)用水稀释糖浆至60%_70%干重；(2)过滤经稀释的糖浆以移除悬浮的固体；(3)加热经过滤的稀释糖浆；(4)使稀释的糖浆除去气泡；
(5)使脱去气泡的稀释糖浆通过分配器而进料至含有钠或钾形式的填充树脂的分离器；并且(6)洗脱所述分离器以移除由树脂截留的产物。随着进料穿过树脂，非离子物质(主要为蔗糖)附着至树脂，并且离子型物质(主要为非蔗糖)继续穿过树脂床。首先收集离子化合物部分(萃余液)，并且另外加工后成为脱糖糖浆。然后洗脱水从树脂移除蔗糖和其它非离子组分以制备另外的糖。 [0017]从甘蔗移除糖的方法的非限制性的实例为由Η.N.P.Stolz和P.1.Bekker记载于“Enhancement of Sugar Production Part2: Chromatographic Separation of SugarcaneMolasses，，的模拟移动床色谱法(“SMB chromatography”)(Proc S Afr Sug Techno 1Ass (2001) 75，第351-357页)。SMB色谱法方法类似于上述MDC方法，采取另外的措施以确保充分移除甘蔗糖浆。
[0018]落入上述提供的脱糖糖浆定义的那些材料通常(但不一定)为糖或其他农业精制方法的废产物。为此，脱糖糖浆与常规水泥组合物外加剂的其它组分相比可以较不昂贵地获得。出人意料地，主题脱糖糖浆使水泥组合物具有满足或超过由常规外加剂(如常规减水外加剂)所提供的那些优点的优点。
[0019]在某些实施方案中，提供了含有至少一种水泥材料和/或凝硬性材料和至少一种脱糖糖浆的水泥组合物。例如，水泥组合物可以包括含有至少一种脱糖糖浆的外加剂。水泥材料和/或凝硬性材料可以包括水泥、飞灰、矿渣(如高炉矿渣)、硅粉或偏高岭土中的至少一种。水泥可以为硅酸盐水泥、铝酸钙水泥、磷酸镁水泥、磷酸镁钾水泥、硫铝酸钙水泥、石膏基水泥或任何其他合适的水硬性粘结剂。
[0020]在某些实施方案中，至少一种脱糖糖浆可以包括脱糖甜菜糖浆、脱糖甘蔗糖浆或大豆糖浆(可以脱糖或未脱糖)中的至少一种。单独或与其他材料一起加入至水泥组合物的主题脱糖糖浆可以在水泥组合物中用作减水剂(还称为分散剂或增塑剂)、缓凝剂、空气夹带助剂和/或强度增强剂。
[0021]脱糖糖浆通常作为液体材料而获得，但是其可以被干燥用于本发明组合物和方法。在某些实施方案中，至少一种脱糖糖浆可以包含从大于0重量％至约45重量％的有效量的糖，基于至少一种脱糖糖浆的干重计。在另外的实施方案中，所述至少一种脱糖糖浆可以包含从大于0重量％至约40重量％的有效量的蔗糖，基于至少一种脱糖糖浆的干重计。
[0022]脱糖甜菜糖浆为用于主题水泥组合物、外加剂和方法的所希望的产物，因为其不适于人类食用而降低了材料的价值。分析市售可得的脱糖甜菜糖浆的实例并且确定其具有以下组成(百分比以重量计，基于样品的总重量计):
[0023]表A
【权利要求】
1.一种水泥组合物，其包括至少一种水泥材料和/或凝硬性材料以及至少一种脱糖糖浆。
2.权利要求1的水泥组合物，其中至少一种水泥材料和/或凝硬性材料包括水泥、飞灰、矿渣、硅粉或偏高岭土中的至少一种。
3.权利要求1或2的水泥组合物，其中至少一种脱糖糖浆包括脱糖甜菜糖浆、脱糖甘蔗糖浆或大豆糖浆中的至少一种。
4.权利要求1至3中任一项的水泥组合物，其中至少一种脱糖糖浆含有(i)大于0重量％至约45重量％有效量的糖，或(ii)大于0重量％至约40重量％有效量的鹿糖，基于至少一种脱糖糖浆的干重计。
5.权利要求1至4中任一项的水泥组合物，其中至少一种脱糖糖浆以如下用量存在于水泥组合物中:(i)约0.005至约0.4干重％，(ii)约0.01至约0.25干重％，(iii)约0.02至约0.4干重％，或(iv)约0.02至约0.25干重％，基于水泥材料的重量计。
6.权利要求1至5中任一项的水泥组合物，还包括至少一种促凝剂和/或至少一种强度增强剂，优选其中至少一种促凝剂和/或至少一种强度增强剂以约0.0002至约2重量％——不包括加入的水——的量存在于水泥组合物中，基于水泥材料的重量计。
7.权利要求1至6中任一项的水泥组合物，还包括至少一种烷醇胺和/或至少一种多羟基烷基胺，优选其中至少一种烷醇胺和/或至少一种多羟基烷基胺以约0.008至约0.01重量％——不包括加入的水——的量存在于水泥组合物中，基于水泥材料的重量计。
8.制备权利要求1-7中任一项的水泥组合物的方法，所述方法包括形成水、至少一种水泥材料和/或凝硬性材料以 及至少一种脱糖糖浆的混合物。
9.用于水泥组合物的外加剂，包括:(i)至少一种脱糖糖浆；和(ii)至少一种另外的活性外加剂组分，所述活性外加剂组分任选地为减水剂、缓凝剂、促凝剂、强度增强剂、空气夹带剂、腐蚀抑制剂、减缩剂、粘度改性剂、防水剂、减渗剂、碱硅反应减弱剂中的至少一种或其结合物。
10.权利要求9的外加剂，其中促凝剂和/或强度增强剂包括至少一种烷醇胺和/或至少一种多羟基烷基胺。
11.权利要求9或权利要求10的外加剂，其中至少一种脱糖糖浆包括脱糖甜菜糖浆、脱糖甘蔗糖浆或大豆糖浆中的至少一种。
12.权利要求9至11中任一项的外加剂，其中至少一种脱糖糖浆含有(i)大于0重量％至约45重量％有效量的糖,或(ii)大于0重量％至约40重量％有效量的鹿糖，基于至少一种脱糖糖浆的干重计。
13.权利要求27至31中任一项的外加剂，其中至少一种脱糖糖浆以约2至约98重量％、优选约8至约62重量％的量存在于外加剂中，基于外加剂的活性成分的总重量计。
14.权利要求10的外加剂，其中至少一种烷醇胺和/或至少一种多羟基烷基胺以约0.1至约25重量％，优选约0.2至约15重量％的量存在于外加剂中，基于外加剂的活性成分的总重量计。
【文档编号】C04B40/00GK103635442SQ201280031298
【公开日】2014年3月12日 申请日期:2012年6月21日 优先权日:2011年6月24日
【发明者】S·M·山迪, D·康斯坦丁 申请人:建筑研究和技术有限公司