用于混凝土的中效减水剂（mrwr）的制作方法
【专利摘要】用于混凝土的减水掺混剂，其包含含至少一种木质素磺酸钙的第一组合物，以及含至少一种乙烯基共聚物和至少一种糖的第二组合物。
【专利说明】用于混凝土的中效减水剂(MRWR)
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种用于预拌混凝土行业的化学掺混剂(admixtures)。特别地,本发明涉及一种用于混凝土的减水掺混剂和这样的掺混剂在混凝土的制备中用于减少用水量的用途。进一步地，本发明涉及用于制备混凝土的方法，并涉及根据该方法制备的混凝土。
现有技术
[0002]本发明寻求提供一种用于预拌混凝土行业的解决方案，该行业正遭受使用未冲洗的具有高含量细粉料的碎骨料的后果。传统的解决方案是冲洗骨料以消除细粉料含量。然而，目前，骨料和预拌行业正处于更具可持续性和节约用水的高压下，特别是在世界上水稀缺的许多区域，因此预拌混凝土行业被迫使用未冲洗的具有高细粉料量的碎骨料来生产混凝土。目前情况的结果是，越来越难用那些种类的碎骨料生产高质量的混凝土。因此，预拌混凝土行业正在寻求一种新的掺混剂技术来帮助他们解决这个问题。他们的目标是具有新一代的掺混剂来帮助他们以每立方米低水泥用量和使用未冲洗的具有高细粉料量的细骨料生广闻品质的混凝土。
[0003]为了为预拌混凝土行业提供这样的解决方案，现有技术中已经描述许多方法。
[0004]传统的方法是冲洗所述骨料，以将通过200目(相当于74微米)的细粉料的百分比降低到5%以下(基于该骨料的总重)。这种方法反映在ASTM C-33标准。
[0005]第二种现有技术的方法是使用粘土抑制剂。为了抑制预拌混凝土行业使用的一些骨料细粉料中所含的膨胀性粘土，对各种掺混剂已经进行了说明。其目的是抑制膨胀性粘土，并通过这种方式减少 当它们溶胀时由于它们插入到粘土颗粒中而失去包含在它们的掺混剂中的分散剂(增塑剂或超增塑剂)的一部分活性部分的可能性。
[0006]另一种现有技术的方法是预处理具有高细粉料量的碎骨料。在这种方法中，这个想法是将化合物喷在所述骨料上来抑制骨料-细粉在混凝土中的负面影响。目前这种方法正由一些预拌混凝土公司进行测试。
[0007]另一种现有技术的方法是使用具有缓凝剂和加气的木质素磺酸钙基掺混剂。这是在MRWR (中效(Mid Range)减水剂)预拌混凝土市场中处理未冲洗的具有高含量细粉料的碎骨料目前所选择的解决方案。这个解决方案提供了 10-14%数量级的水减少量，并且保持了样品的可加工性，该样品具有加入到木质素磺酸钙中的凝固时间缓凝剂和加气剂的混合效果。
[0008]上述现有技术的所有方法都有明确的缺点。
[0009]现在传统的方法在世界上水稀缺且优先将其用于人类消费的广大地区是不可持续的。骨料和预拌混凝土行业正处于改善其可持续性的高压下，这种传统的方法不是他们要寻找的解答。
[0010]在与使用粘土抑制剂相关的现有技术的方法中，已经发现一些非常有效的膨胀性粘土抑制剂。然而，这些解决方案的价格/性能对预拌混凝土行业尚未构成吸引力，主要是因为在竞争激烈的市场中，期待它们通过强度性能的显著增加来抵消掺混剂的价格，通过降低混凝土混合料中水泥用量但最后保持相同的抗压强度来给予它们省钱的机会。用这些解决方案没有实现成本/性能目标，除了其它原因之外，是因为增加的抗压强度不足以抵消掺混剂的成本。
[0011]还已发现现有技术的预处理具有高细粉料量的碎骨料的方法具有明确的缺点。这种方法在MRWR市场中的急速增加反映出缺乏来自化学掺混剂行业的成本/性能的解决方案。尽管这种方法是一种很有前途的想法，但还存在关于这个方法在成本/性能关系方面如何有效的问题的明确的疑虑。特别是，这些疑虑关注以下问题:
[0012]-该解决方案似乎不足够稳固(robust)以与不同类型的混合水泥使用。
[0013]-该解决方案似乎不足够稳固(robust)以与不同类型的具有不同细粉料量的骨料(天然或人造)使用。
[0014]-尚未显示这种解决方案能够在抗压强度方面产生显著增加，以通过减少混凝土中水泥的量来抵消该掺混剂的成本，而在强度方面没有负面影响。
[0015]也已经发现现有技术的使用具有缓凝剂和加气剂的木质素磺酸钙掺混剂的方法具有若干缺点。即使这种方法是当前MRWR成本/性能的解决方案的选择，MRffR市场仍然需要一个更好的解决方案，以进一步减少用未冲洗的细粉料含量在5%以上(基于骨料的总重)的碎骨料制成的混凝土的水泥含量。他们希望如此，主要是因为他们希望有一个解决方案，以帮助他们与其他不同于水泥的压低价格的材料竞争。要做到这一点的方法，通过要求更有效的MRWR解决方案能够使混合水降低15%以上，并给予在抗压强度方面显著改善而不损害混凝土的质量。目前基于木质素磺酸盐的技术未能提供更高效的掺混剂。似乎该技术已经实现了 14%的水减少量、7-9小时的初凝时间和4-6%的空气含量的极限。
[0016]本发明的公开内容
[0017]因此，本发明的根本目的是提供一种用于混凝土的掺混剂，其克服了现有技术方法的上述缺点。特别地，本发明的根本目的是提供用于混凝土的减水掺混剂，其对共混的水泥源的变化以及未冲洗不合标准的骨料的类型稳固，同时允许降低混凝土的空气含量。本发明所基于的再一个目的是提供一种用于混凝土的减水剂，当与现有技术所述的方法相比较时，其在成本和性能的关系方面是优越的。
[0018]这个目的是通过一种用于混凝土的减水掺混剂解决的，所述减水掺混剂包含含至少一种木质素磺酸钙的第一组合物，和含至少一种乙烯基共聚物以及至少一种糖、特别是葡萄糖的第二组合物。
[0019]在一个优选的实施方案中，所述第一组合物还包含至少一种胺，特别是三乙醇胺。
[0020]在进一步优选的实施方案中，所述第二组合物的至少一种乙烯基共聚物包含选自乙酸乙烯酯和乙烯醇的单体单元与N-取代的马来酰胺酸的单体单元以1:1的摩尔比的基本上水溶性的线性共聚物，所述共聚物由式(A)表示，
[0021]
【权利要求】
1.用于混凝土的减水掺混剂，其包含 含至少一种木质素磺酸钙的第一组合物； 和含至少一种乙烯基共聚物以及至少一种糖的第二组合物。
2.根据权利要求1的减水掺混剂，其中所述第一组合物还包含至少一种胺，特别是三乙醇胺。
3.根据权利要求1或2的减水掺混剂，其中在所述第二组合物中的至少一种乙烯基共聚物包含选自乙酸乙烯酯和乙烯醇的单体单元与N-取代的马来酰胺酸的单体单元以1:1的摩尔比的基本上水溶性的线性共聚物,所述共聚物由式(A)表示
4.根据前述权利要求任一项的减水掺混剂，其中在所述第二组合物中的至少一种乙烯基共聚物包括由下式表示的化合物
5.根据前述权利要求任一项的减水掺混剂，其中所述第一组合物还包含至少一种糖、特别是玉米糖浆和/或葡萄糖，至少一种碱性化合物、特别是氢氧化钠，至少一种防腐剂，以及至少一种消泡剂。
6.根据前述权利要求任一项的减水掺混剂，包含第一组合物，其包含 约50-100wt.-%的至少一种木质素磺酸钙， 约0-5wt.-%的至少一种胺,特别是三乙醇胺， 约O-1Owt.-%的至少一种糖,特别是玉米糖衆和/或葡萄糖， 约0-3wt.-%的至少一种碱性化合物，特别是氢氧化钠， 约0-3wt.-%的至少一种防腐剂,和 约0-3wt.-%的至少一种消泡剂，以及 第二组合物，其包含 约10-90wt.%的至少一种乙烯基共聚物，和 约10-90wt.-%的至少一种糖、特别是葡萄糖。
7.根据前述权利要求任一项的掺混剂在混凝土的制备中用于减少用水量的用途。
8.根据权利要求7的用途，其中所述混凝土是水泥含量<250kg/m3和包括通过200目(对应于74微米)的膨胀性粘土的细粉料含量> 2%的混凝土，基于总的混凝土的重量计。
9.制备混凝土的方法，包括以下步骤: 使混凝土混合料与包含水和至少一种木质素磺酸钙的第一水性组合物混合，和 混合所得到的混合料与包含水、至少一种乙烯基共聚物和至少一种糖的第二水性组合物。
10.根据权利要求9的方法，其中所述第一水性组合物包含用于制备所述混凝土的水的总量的60-99wt.-%、特别是约80-95wt._%，和所述第二水性组合物包含用于制备所述混凝土的水的总量的约l_40wt.-%、特别是约5-20wt.-%。
11.根据权利要求9或10的方法，其中所述第一水性组合物还包含胺，特别是三乙醇胺。
12.根据权利要求9至11任一项的方法，其中在第二水性组合物中的至少一种乙烯基共聚物包含选自乙酸乙烯酯和乙烯醇的单体单元与N-取代的马来酰胺酸的单体单元以1:1的摩尔比的基本上水溶性的线性共聚物,所述共聚物由式(A)表示
13.根据权利要求9至12任一项的方法，其中在所述第二水性组合物中的至少一种乙烯基共聚物包括由下式表示的化合物
14.根据权利要求9至13任一项的方法，其中所述第一水性组合物还包含至少一种糖、特别是玉米糖浆和/或葡萄糖，至少一种碱性化合物、特别是氢氧化钠，至少一种防腐剂，以及至少一种消泡剂。
15.根据权利要求9至14任一项的方法，其中所述第一水性组合物包含 约50-100重量份的至少一种木质素磺酸钙， 约10-50重量份的至少一种胺，特别是三乙醇胺， 约0-10重量份的至少一种糖，特别是玉米糖浆和/或葡萄糖， 约0-3重量份的至少一种碱性化合物，特别是氢氧化钠， 约0-3重量份的至少一种防腐剂，和 约0-3重量份的至少一种消泡剂，以及 所述第二水性组合物包含 约10-90重量份的至少一种乙烯基共聚物，和 约10-90重量份的至少一种糖，特别是葡萄糖。
16.根据权利要求9至15任一项所述的方法制备的混凝土。
17.根据权利要求16的混凝土，其中所述混凝土是水泥含量<250kg/m3和包括通过200目(对应于74微米)的膨胀性粘土的细粉料含量> 2%的混凝土，基于总的混凝土的重量计。
【文档编号】C04B28/02GK103717550SQ201280036044
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年8月28日 优先权日:2011年8月30日
【发明者】C·M·比格, A·皮特, W·洛佩兹-冈萨雷斯, M·莫拉-马蒂内兹, P·加西亚, D·冈萨雷斯-奥特加 申请人:Sika技术股份公司