專利名稱：用于水硬性組合物的摻合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及用于水硬性組合物的摻合物，更具體地，涉及用于處理碳質材料(特別是存在于水硬性組合物中的活性炭或未燃燒碳)的摻合物。
背景技術：
為了減少來自熟料制備方法的ニ氧化碳的排放，目前的趨勢是減少混凝土中熟料的量。ー種可能是用水泥添加劑至少部分地代替部分熟料或向熟料中添加水泥添加剤。水泥添加劑的ー個例子對應于粉煤灰，所述粉煤灰為由燃煤發電站制造的廢料。某些國家強制要求減少燃煤發電站中重金屬(特別是汞)的排放。為了此目的，可在發電廠運行中注入活性炭以捕獲重金屬，且這些活性炭可在由發電廠產生的廢料(例如粉煤灰)中發現。因此，在用作水泥添加劑的粉煤灰中可發現活性炭。ー個缺點在于活性炭 改變了混凝土中所使用的某些摻合物(特別是吸氣劑)的作用。吸氣劑是能夠在混凝土的制備過程中増加混凝土中夾帶空氣量的摻合物。吸氣劑例如如NF EN 934-2標準《用于混凝土、砂漿和漿料的摻合物-部分2 :用于混凝土的摻合物-定義、詳述、一致性、標志和標記》中所限定。活性炭的存在傾向于減少吸氣劑的效率。更通常地，碳質材料(特別是粉煤灰中的活性炭或未燃燒碳)的存在傾向于降低水硬性組合物的吸氣劑的效率。一個困難來自于如下事實活性炭的量和種類通常從ー種粉煤灰到另ー種粉煤灰而變化，且在相同種類的粉煤灰中也可顯著變化。因此，當使用新批次的粉煤灰用于制備混凝土吋，不可能預知吸氣劑的效率變化。此外，制備熟料的水泥廠有可能強制要求減少重金屬(特別是汞)的排放。因此有可能使用活性炭以捕獲重金屬，并且可以在由水泥廠制備的熟料中或在水泥窯的粉塵中發現活性炭。活性炭的存在因而傾向于降低使用熟料制備的混凝土中所存在的吸氣劑的效率。專利申請W02004067471和W02007084794描述了用于粉煤灰的摻合物，使得有可
能至少部分中和由于存在用于制備混凝土的粉煤灰而帶來的有害作用。然而，即使通過使用在這些專利申請中描述的至少某些摻合物而增加包含吸氣劑和粉煤灰的混凝土中夾帶空氣的初始含量，看起來空氣含量傾向于隨著時間降低，由此導致硬化混凝土中的最終空氣含量可能不足。因此，需要一種用于水硬性組合物的摻合物，所述水硬性組合物包含吸氣劑和碳質材料(特別是活性炭或未燃燒碳)，該摻合物至少部分中和了由于碳質材料存在于水硬性組合物中而帶來的有害作用，使用所述摻合物使得水硬性組合物的空氣含量隨時間穩定。

發明內容
本發明涉及摻合物用作碳質材料的惰性劑以處理包含至少ー種吸氣劑的水硬性組合物的至少ー種組分的用途，所述組分包含碳質材料，所述摻合物包含至少ー種聚合物，所述聚合物包含至少ー個鏈，所述鏈具有疏水端基和在所述端基之間的中間親水基團，所述摻合物適于至少部分中和所述碳質材料。根據本發明的摻合物具有如下優點-通過加入根據本發明的摻合物，所獲得的水硬性組合物具有的初始空氣含量接近在不存在碳質材料的情況下獲得的初始空氣含量；-水硬性組合物的空氣含量隨時間降低很少；以及-在不存在碳質材料的情況下，與吸氣劑相比，摻合物不夾帶或夾帶很少的增補空氣。有利地，根據本發明的摻合物進ー步有可能不改變水硬性組合物的性質，例如流 動性。根據本發明，術語《水硬性組合物》應被理解為具有水硬性的組合物，特別是旨在用于所有建筑市場(建筑、土木工程、鉆井或預制廠)的漿料、砂漿和混凝土。根據本發明，表述《水硬性粘合剤》應被理解為與水混合形成糊劑的粉狀材料，所述糊劑通過水合反應而凝固和硬化。水硬性粘合劑可以為波特蘭水泥。術語《混凝土》應被理解為水硬性粘合劑、聚集體、水、任選地摻合物和任選地礦物添加劑的混合物，例如高性能混凝土、極高性能混凝土、自配售混凝土、自調平混凝土、自密實混凝土、碾壓混凝土、纖維混凝土、預拌混凝土或有色混凝土。術語《混凝土》還被理解為已經經受最后エ序的混凝土，例如石錘修琢混凝土、露石混凝土或沖洗混凝土或拋光混凝土。預應カ混凝土也被理解在該定義中。術語《混凝土》包括砂漿。在該特定情況下，混凝土包含水硬性粘合劑、沙、水和任選地摻合物和任選地礦物添加劑的混合物。根據本發明，術語《混凝土》無差別地表示新鮮混凝土或硬化混凝土。根據本發明，術語《聚集體》應被理解為碎石、粗碎石和/或沙。根據本發明，表述《波特蘭水泥》被理解為根據NF EN 197-1《水泥》標準的CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV 或 CEM V 類型的水泥。根據本發明，術語《粉煤灰》被理解為用煤粉進料的鍋爐的煙塵中所包含的粉狀粒子的靜電沉淀或機械沉淀而得到的材料(參見EN197-1標準，第5. 2. 4段)。表述《碳質材料》被理解為能夠至少部分地吸附水硬性組合物中的吸氣劑的任意碳質材料。特別地，其可為粉煤灰的未燃燒碳或活性炭。術語《活性炭》或《活化碳》被理解為基本上由具有微孔結構的碳質材料組成的粉末形式的材料。表述《惰性劑》或《惰性試劑》被理解為適于至少部分地中和碳質材料對水硬性組合物的有害作用，特別是適于阻止吸氣劑被碳質材料吸附的化合物。惰性劑也可被稱作犧牲劑。表述《探針分子》被理解為當其存在于溶液中時可被檢測且可被碳質材料吸附的分子。術語《共聚物》被理解為通過至少兩種不同類型的幾種單體的聚合作用而獲得的聚合物。術語《疏水基團》被理解為在根據Davies的理論(J. Τ· Davies, Proc. Intern.Congr. Surface Active Substances, 2nd, London, Vol. I, p. 426 (1957))計算 HLB 中具有負面貢獻的基團。術語《親水基團》被 理解為在根據Davies的理論計算HLB中具有正面貢獻的基團。HLB值可以例如為如下值
糊ォ丨根據Davies觀論的HLB
-OSO3 Na+38.7'
-COOK.......21.1
-COO Na.......10.]
-N三兒胺+9,4
酯(丨H梨蒙糖)+6.8
Fi(不含)+2.4
-COOH2.1
-OH (不作)+1,9
-O-+1.3
-OH (山梨聚糖)+0.5
-CH2-CH2-O-(環氣乙烷接 W)+0.33
-CH(CH3)-CH2-O-(環氣丙烷基!ォ1)-0.015
-CH3, -CH2-, =CH--0.475根據本發明的摻合物傾向于至少部分中和碳質材料，特別是活性炭或未燃燒碳。一個解釋是聚合物的疏水基團吸附在碳質材料表面上，使得在疏水基團之間的中間親水基團在碳質材料的表面上擴散并有助于-降低碳質材料的抗起泡性；以及-防止吸氣劑被碳質材料吸附。根據本發明的摻合物由此起到碳質材料的惰性劑的作用。優選地，碳質材料包括活性炭。優選地，疏水端基包括或由ー種或多種具有至少三個碳原子的亞烷氧基組成。優選地，每ー個疏水端基包含至少ー個環氧丙烷(丙烯氧基)或環氧丁烷基團(丁烯氧基)，優選丙稀氧基。疏水端基中的至少ー個可包含至少ー個胺官能團。優選地，每ー個疏水端基包含胺官能團。例如，當疏水端基包含一個或多個亞烷氧基時，最遠離中間親水基團的亞烷氧基可帶有胺基。優選地，中間親水基團包含至少ー個環氧こ烷基團(こ烯氧基)。根據本發明的ー個具體實施方案，疏水端基包含一系列第一單體且中間親水基團包含一系列第二単體。根據本發明的ー個具體實施方案，第一単體基于環氧丙烷。優選地，第一單體為丙烯氧基。根據本發明的ー個具體實施方案，第二單體基于環氧こ烷。優選地，第二單體為こ烯氧基。根據本發明的ー個具體實施方案，聚合物為三嵌段共聚物。根據本發明的ー個具體實施方案，聚合物包含至少ー個鏈，所述鏈連續地包含第一疏水嵌段、第二親水嵌段和第三疏水嵌段，所述第一疏水嵌段包含一系列至少兩個第一単體，所述第二親水嵌段包含一系列至少兩個第二単體，所述第三疏水嵌段包含至少一系列的任選與第一単體相同的至少兩個単體，第一和第三嵌段位于鏈的端部。根據本發明的ー個具體實施方案，聚合物為線性的。有利地，疏水端基對應于以聚合物的質量計50質量％以上，優選60%以上，有利地70%以上。優選地，聚合物的分子量為1000克/摩爾至3000克/摩爾，優選1500克/摩爾至2500克/摩爾，更優選大約2000克/摩爾。根據ー個具體實施方案，聚合物為水溶性的。根據本發明的聚合物可以通過嵌段聚合物的任何典型制備過程獲得。
根據本發明的ー個具體實施方案，摻合物進ー步包含不同于所述聚合物的增補聚合物，所述增補聚合物適于至少部分地中和碳質材料。根據本發明的ー個具體實施方案，增補聚合物包含至少ー個鏈，所述鏈具有親水端基和在所述未水端基之間的中間疏水基團。根據本發明的ー個具體實施方案，親水端基包含一系列第三単體，中間疏水基團包含一系列第四単體。根據本發明的ー個具體實施方案，第三単體基于環氧こ烷。優選地，第三單體為こ烯氧基。根據本發明的ー個具體實施方案，第四単體基于環氧丙烷。優選地，第四單體為丙烯氧基。根據本發明的ー個具體實施方案，增補聚合物為三嵌段共聚物。根據本發明的ー個具體實施方案，增補聚合物包含至少ー個鏈，所述鏈連續包含第四水親水嵌段、第五疏水嵌段和第六親水嵌段，所述第四親水嵌段包含一系列至少兩個第三単體，所述第五疏水嵌段包含一系列至少兩個第四単體，所述第六親水嵌段包含至少一系列的任選與第三単體相同的至少兩個単體，第四和第六嵌段位于鏈的端部。根據本發明的ー個具體實施方案，增補聚合物為線性的。有利地，增補聚合物的中間疏水基團對應于以增補聚合物的質量計50質量％以上，優選60%以上，有利地70%以上。優選地，增補聚合物的分子量為7000克/摩爾至9000克/摩爾，優選7500克/摩爾至8500克/摩爾，更優選大約8000克/摩爾。根據ー個具體實施方案，增補聚合物為水溶性的。根據ー個具體實施方案，組分包括粉煤灰。根據ー個具體實施方案，組分包括水硬性粘合剤。根據本發明的ー個具體實施方案，水硬性粘合劑包括波特蘭水泥。根據本發明的ー個具體實施方案，水硬性粘合劑還包括粉煤灰。根據ー個具體實施方案，組分包括水泥窯粉塵。根據ー個具體實施方案，組分對應于水硬性組合物。根據ー個具體實施方案，水硬性組合物的空氣含量在將水硬性粘合劑、吸氣劑和水混合三十分鐘之后下降低于3%。本發明還涉及處理包含至少ー種吸氣劑的水硬性組合物的至少ー種組分的方法，所述組分能夠對應于水硬性組合物，所述組分包含碳質材料(特別是活性炭)，所述方法包括向所述組分中加入至少ー種摻合物，所述摻合物包含至少ー種聚合物，所述聚合物包含至少ー個鏈，所述鏈具有疏水端基和在所述疏水端基之間的中間親水基團，所述摻合物適于至少部分中和所述碳質材料。根據ー個具體實施方案，所述方法包括-獲得測得的探針分子 被所述組分樣品的碳質材料吸收的代表值；以及-根據所述值制備具有一定量的摻合物的水硬性組合物。根據ー個具體實施方案，所述方法包括將摻合物和組分混合。本發明還涉及包含至少ー種吸氣劑和至少ー種含碳質材料(特別是活性炭或未燃燒碳)的組分的水硬性組合物的生產線。所述生產線包括-抽取至少ー個組分樣品的裝置；-測量探針分子被組分樣品的碳質材料吸收的代表值的裝置；以及-根據所述值制備具有一定量的摻合物的水硬性組合物的裝置。根據ー個具體實施方案，探針分子可為染料。染料可為溶于溶液、適于為溶液提供顏色且可被碳質材料吸附的任何分子。例如，染料包括亞甲藍、吖啶、番紅精、硫黃素、溴酚藍、茜素紅、甲基藍、鉻黑T、孔雀綠、酚紅、甲基紫、ニ苯こ烯紅(或中性紅)、番茄紅素和酒石黃。優選地,染料為亞甲藍。根據ー個具體實施方案，根據NF EN 933-9標準進行亞甲藍值的測量。根據ー個具體實施方案，亞甲藍值的測量包括自動測量水溶液中的亞甲藍值和/或自動測量水和ニこニ醇的混合物中的亞甲藍值。根據ー個特定的具體實施方案，在抽取組分樣品之前和/或之后進行組分與摻合物的混合。根據ー個特定的具體實施方案，上述方法包括在測量亞甲藍值之前均質化和/或篩選和/或分離和/或干燥組分樣品。根據ー個特定的具體實施方案，亞甲藍值的測量包括-使組分樣品與溶液混合以形成分散體；-將單ー劑量的亞甲藍注入分散體；-將分散體分尚成顆粒和液體部分；和-測量液體部分中未與組分樣品反應的過量的亞甲藍的量。根據ー個特定的具體實施方案，通過過濾和/或通過添加絮凝劑沉淀而進行所述分離。根據ー個特定的具體實施方案，通過測量吸光度和/或透明度進行對于未反應的亞甲藍的量的確定。根據ー個特定的具體實施方案，在分光光度測量電池中或使用光電三極管進行所述吸光度和/或透明度的測量。根據ー個特定的具體實施方案，在640至680納米，優選660納米的波長下進行所述吸光度和/或透明度的測量。實施例


以下在本文中使用以下實施例并參照圖I更詳細地描述本發明，圖I表示砂漿的初始空氣含量相對于惰性劑濃度的曲線。
具體實施例方式對于說明書的剩余部分，當摻合物的比例以份/百萬份(ppm)表示時，其意指每千克水硬性粘合劑中摻合物的干提取物的毫克值，所述水硬性粘合劑包含水泥和任選地粉煤灰和活性炭。除非另外指出，百分比對應于質量百分比。含有粉煤灰的砂漿的制劑
用于進行測試的含有粉煤灰的砂漿的制劑(I)描述在以下表I中
表I :含有粉煤灰的砂衆的制劑(I)
權利要求
1.摻合物用作碳質材料的惰性劑以處理包含至少一種吸氣劑的水硬性組合物的至少一種組分的用途，所述組分包含碳質材料，所述摻合物包含至少一種聚合物，所述聚合物包含至少一個鏈，所述鏈具有疏水端基和在所述疏水端基之間的中間親水基團，所述摻合物適于至少部分中和所述碳質材料。
2.根據權利要求I所述的用途，其中所述疏水端基包含一系列的第一單體且其中所述中間親水基團包含一系列的第二單體。
3.根據權利要求2所述的用途，其中所述第一單體基于環氧丙烷，且其中所述第二單體基于環氧乙烷。
4.根據權利要求I至3中任一項所述的用途，其中所述聚合物為三嵌段共聚物。
5.根據權利要求I至4中任一項所述的用途，其中所述摻合物進一步包含不同于所述聚合物的增補聚合物，所述增補聚合物適于至少部分地中和所述碳質材料。
6.根據權利要求5所述的用途，其中所述增補聚合物包含至少一個鏈，所述鏈具有親水端基和在所述未水端基之間的中間疏水基團。
7.根據權利要求6所述的用途，其中所述疏水端基包含一系列的第三單體且其中所述中間親水基團包含一系列的第四單體。
8.根據權利要求7所述的用途，其中所述第三單體基于環氧乙烷，且其中所述第四單體基于環氧丙烷。
9.根據權利要求5至8中任一項所述的用途，其中所述增補聚合物為三嵌段共聚物。
10.根據權利要求I至9中任一項所述的用途，其中所述組分包括粉煤灰。
11.根據權利要求I至9中任一項所述的用途，其中所述組分包括水硬性粘合劑。
12.根據權利要求I至9中任一項所述的用途，其中所述組分包括水泥窯粉塵。
13.根據權利要求I至9中任一項所述的用途，其中所述組分對應于所述水硬性組合物。
全文摘要
本發明涉及摻合物用作碳質材料的惰性劑以處理包含至少一種吸氣劑的水硬性組合物的至少一種組分的用途，所述組分包含碳質材料，所述摻合物包含至少一種聚合物，所述聚合物包含至少一個鏈，所述鏈具有疏水端基和在所述端基之間的中間親水基團，所述摻合物適于至少部分中和所述碳質材料。
文檔編號C04B24/26GK102712532SQ201180005901
公開日2012年10月3日 申請日期2011年1月10日 優先權日2010年1月15日
發明者E·福雷, E·維拉德, M·莫斯克特, S·喬治斯 申請人:拉法基公司