專利名稱：用于混凝土制的部件和結構的含鈣鹽快速水硬膠凝材料的制作方法
用于混凝土制的部件和結構的含鈣鹽快速水硬膠凝材料本發明的目的是用于制造混凝土部件和結構的含鈣鹽的快速水硬膠凝材料組合物。用于灰漿或混凝土的快速水硬膠凝材料指快凝和快硬的水硬膠凝材料。在其組成中使用這類膠凝材料的混凝土在施用后于短期內獲得顯著的機械特性。對于流態混凝土， 優選4小時后其壓縮強度RC為至少IMPa，而對于自流平(self-placing)(或自密實)混凝土，優選5小時后為至少lMPa、M小時后為至少12MPa。這些混凝土為流態或自流平(或自密實)混凝土，并且具有最小1小時到最大2 小時的和易性(workability)持續時間。流態混凝土的和易性由在Abrams錐筒處的坍落高度或坍落度值(按1981年12 月的法國標準NF P 18-451)來量度，據估計，當此坍落度為至少150mm、優選至少180mm時， 混凝土是流態的。自流平(或自密實)混凝土的和易性通常按照標題為“Specification and Guidelines for Self-Compacting Concrete，EFNARC，2002 年 2 月，第 19-23 頁”的文件中所描述的操作程序自坍落流動度或鋪展度來量度；對于自密實混凝土，鋪展度值高于 650mm(并通常小于800mm)。本發明涉及混凝土，更具體而言，涉及流態或自流平(或自密實)混凝土，其旨在用于制造部件或結構，無論是工廠中預制的部件，還是建筑工地上的結構，例如混凝土殼體、板石等。本申請人名下的專利申請EP 1 893 548描述了一種快速水硬膠凝材料，所述膠凝材料包含水泥、至少一種超增塑劑、亞硝酸鈣和至少一種甲酸衍生物。所述甲酸衍生物可以呈醛的形式，例如對應于甲醛。雖然這樣的快速水硬膠凝材料能夠很令人滿意地用來制造流態或自流平(或自密實)混凝土，但其缺點在于采用了甲酸衍生物，這至少在甲醛的情況下為有毒化合物。因此，需要一種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的溫度下長時間保持和易性、導致快速獲得短時機械強度并因此可提高模板的復用率，所述混凝土使用包含鈣鹽且不包含任何有毒甲酸衍生物的快速水硬膠凝材料。為此，本發明提出了一種水硬膠凝材料，所述膠凝材料包含水泥、至少一種第一超增塑劑、鈣鹽和至少一種第二超增塑劑，所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中與所述主鏈分離，其結果是所述第二超增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。本發明提供了決定性的優勢，因為其可允許由不含任何有毒甲酸衍生物的水硬膠凝材料來制造流態或自密實(自流平)混凝土。特別地，有利的是，本發明允許制造易施用且低成本的混凝土組合物。所述組合物具有適宜的流變學，優選涉及最少1小時、最多1. 5小時到2小時的和易性時間(混合后) 和非常快速的凝固。有利的是，本發明允許制造流態混凝土，特別是90分鐘后坍落度至少為15cm、優選至少18cm的流態混凝土。有利的是，本發明允許制造自流平混凝土，特別是90分鐘后鋪展度超過650mm的自流平混凝土。最后，本發明具有可適用于所有工業中的優勢，特別是建筑工業、化學工業(佐劑生產商)和建筑工業的整個結構市場(建筑物、土木工程或預制廠)以及水泥工業。特別地，根據本發明的快速水硬膠凝材料可用來鋪筑和/或修補路面。此外，根據本發明的快速水硬膠凝材料可用于混凝土部件的加速模板移除，特別用于制造適于快速模板移除的混凝土殼體和用于制造預制梁。在閱讀下面的描述和純粹作為示例而非作為限制所給出的實施例，本發明的其他優點和特征將變得顯而易見。本發明涉及一種快速水硬膠凝材料，所述膠凝材料包含水泥、至少一種第一超增塑劑、一種鈣鹽和至少一種第二超增塑劑，所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中與所述主鏈分離，其結果是所述第二超增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。本發明的目的還在于一種促凝劑混合物，所述促凝劑混合物包含至少一種第一超增塑劑、一種鈣鹽和至少一種第二超增塑劑，所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中與所述主鏈分離， 其結果是所述第二增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。本發明的目的還在于一種包含與水混合的根據本發明的快速水硬膠凝材料的潮濕混凝土或灰漿。根據本發明，表述“水硬膠凝材料”指在水的存在下具有水化性質并且其水化可獲得具有機械特性的固體的任何化合物。水硬膠凝材料可以是根據EN 197-1標準的水泥。術語“混凝土”指水硬膠凝材料、粒料(granulate)、水、任選的添加劑和任選的礦物添料的混合物，例如高性能混凝土、極高性能混凝土、自流平混凝土、自調勻混凝土、 自密實混凝土、纖維混凝土、即用型混凝土或彩色混凝土。術語“混凝土 ”還指已經過上漿 (finishing)操作的混凝土如粗糙化混凝土、鈍化或沖洗混凝土、或拋光混凝土。根據該定義，這還指預應力混凝土。術語“混凝土”包括灰漿，在此特定情況下，混凝土包含水硬膠凝材料、砂、水和任選的添加劑以及任選的礦物添料的混合物。根據本發明，術語“混凝土”不加選擇地指新制混凝土或已凝混凝土。根據本發明，術語“粒料”指砂礫、粗砂和/或砂。根據本發明，表述“礦物添料”指礦渣(如標準“Ciment” (水泥)NF EN 197-1第 5. 2. 2節中所定義)、煉鋼廠爐渣、火山灰材料(如標準“Ciment”NF EN 197-1第5. 2. 3節中所定義)、飛灰(如標準“Ciment”NF EN 197-1第5· 2. 4節中所定義)、煅燒片巖(如標準“Ciment”NF EN 197-1 第 5. 2. 5 節中所定義)、石灰石(如標準“Ciment”NF EN 197-1 第5. 2. 6節中所定義)或此外硅粉(silica fume)(如標準“Ciment"NF EN 197-1第5· 2· 7 節中所定義)或其混合物。根據本發明，表述“波特蘭水泥”指根據標準“水泥”NF EN 197-1的CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV 或 CEM V 型水泥。表述“減水劑”指用來減少制造混凝土所需的水量的添加劑。舉例來說，基于木質
4素磺酸、基于羧酸或經處理的碳水化合物的減水劑可將制造混凝土的需水量減少約10%到 15%。表述“超增塑劑”或“超流化劑”或“超減水劑”指可將制造混凝土所需的水量減少超過20%、例如約30%的減水劑。超增塑劑具有流化作用，在相同水量的情況下，混凝土的和易性在超增塑劑的存在下得以提高。表述“立即奏效的超增塑劑”指包含與主鏈相連的側鏈的超增塑劑，在20°C的堿性介質中，低于10%的所述側鏈與主鏈分離。表述“延遲奏效的超增塑劑”指包含與主鏈相連的側鏈的超增塑劑，在20°C的堿性介質中，至少10%的所述側鏈與主鏈分離。表述“可水解聚合物”指其結構在氫氧根離子(0H_)的作用下通過生成羧酸官能團COOH或羧酸根官能團C00—而改變的聚合物。可水解的化學官能團具體有，但不限于酸酐類、酯類、腈類、酰胺類和酰亞胺類。表述“可水解的單體”指結合進聚合物中后為聚合物提供可水解性質的單體。舉例來說，丙烯酰胺和丙烯酸的酯類為可水解的單體。表述“聚環氧烷聚羧酸酯”意在指聚羧酸酯主鏈上帶接枝有聚環氧烷的側鏈的梳形共聚物。這些聚合物常被縮寫為PCP。表述聚合物的“酯程度”指如下式所定義的帶酯官能團的主鏈單體單元的比例
權利要求
1.一種快速水硬膠凝材料，所述膠凝材料包含-水泥；-至少一種第一超增塑劑；-鈣鹽；和-至少一種第二超增塑劑，所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中與所述主鏈分離，其結果是所述第二增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。
2.根據權利要求1的膠凝材料，其特征在于，所述膠凝材料不包含任何甲醛。
3.根據權利要求2的膠凝材料，其特征在于，所述膠凝材料不包含任何甲酸衍生物。
4.根據權利要求1-3中任一項的膠凝材料，其中所述第二超增塑劑包含至少一種可水解聚合物。
5.根據權利要求4的膠凝材料，其中所述可水解聚合物是聚環氧烷聚羧酸酯類型的， 包含的可水解單體單元占所述可水解聚合物的全部單體單元的5摩爾％到95摩爾％，優選占所述可水解聚合物的全部單體單元的10摩爾％到60摩爾％。
6.根據權利要求5的膠凝材料，其中所述可水解的單體選自丙烯酰胺及其衍生物、丙烯腈及其衍生物、丙烯酸烷基酯、丙烯酸羥烷基酯、丙烯酸聚乙二醇酯、可共聚的羧酸酐和可共聚的酰亞胺。
7.根據權利要求4-6中任一項的膠凝材料，其中所述可水解聚合物是聚環氧烷聚羧酸酯類型的。
8.根據權利要求1-7中任一項的膠凝材料，以所述膠凝材料的干重計，所述膠凝材料包含-99. 5-90%、優選99-95重量％的水泥；-0. 5-10%、優選1-5重量％的以整體計的如下各組分-所述至少第一超增塑劑；-所述鈣鹽；和-所述至少第二超增塑劑。
9.根據權利要求1-8中任一項的膠凝材料，其中所述第一超增塑劑是聚環氧烷聚羧酸酯類型的。
10.根據權利要求1-9中任一項的膠凝材料，其中所述鈣鹽為亞硝酸鈣。
11.根據權利要求1-10中任一項的膠凝材料，其中所述膠凝材料中鈣鹽的量占所述膠凝材料的0. 5-10重量％、優選1. 5-5重量％。
12.根據權利要求1-11中任一項的膠凝材料，其中按干提取物計的所述第二超增塑劑相對于所述鈣鹽的量占所述鈣鹽的量的1_10%、優選2-5%。
13.一種用于水硬膠凝材料的促凝劑混合物，所述促凝劑混合物包含至少一種第一超增塑劑、一種鈣鹽和至少一種第二超增塑劑，所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中與所述主鏈分離， 其結果是所述第二超增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。
14.一種混凝土，其包含與水混合的根據權利要求1-12中任一項的水硬膠凝材料。
全文摘要
本發明涉及一種快速水硬膠凝材料，所述膠凝材料包含水泥、至少一種第一超增塑劑、鈣鹽和至少一種第二超增塑劑。所述第二超增塑劑不同于所述第一超增塑劑，并且包含主鏈和側基，所述側基與所述主鏈相連并且適于在堿性介質中離開所述主鏈，由此所述第二超增塑劑具有在堿性介質中至少暫時性地隨時間增加的流化作用。
文檔編號C04B22/08GK102317230SQ201080007846
公開日2012年1月11日 申請日期2010年2月16日 優先權日2009年2月17日
發明者伊莎貝爾·斯格羅, 大衛·里納爾迪, 奧拉西奧·納蘭霍, 布魯諾·佩爾蘭, 帕斯卡萊·布斯丁戈里, 澤格·薩比奧, 讓-米歇爾·拉耶 申請人:庫瑞索有限公司, 拉法基集團