專利名稱：穩定混凝土殘余物的方法
技術領域：
本發明涉及混凝土穩定的方法。更具體地說，本發明涉及對任何盛有混凝土殘余物的容器，尤其是對予攪拌車中的混凝土殘余物的穩定方法。
在予攪拌混凝土行業中，通常為了避免攪拌鼓中的混凝土殘余物硬化，通常在一天工作結束的時候，沖洗掉殘留在予攪拌車中的所有混凝土殘余物。這種作法很費功夫而且要配泥漿槽回收廢混凝土。另外，為處理這種廢混凝土要花很高的運輸費用。因此，這種處理方法無論在經濟上還是在環境中都不能命人滿意。人們期望著一種能夠淘汰目前這種不經濟的沖洗的新方法。
我們已經發現，可以通過向攪拌鼓中的清洗泥漿水中添加一種穩定組份，回收予攪拌車中的混凝土殘余物。穩定的泥漿水避免了混凝土殘余物在攪拌鼓中硬化。
本發明的方法包括以下步驟1)向容器中(如予攪拌車攪拌鼓)加入一定量的水，與混凝土殘余物形成泥漿。應將攪拌車回收的混凝土倒空，只剩下混凝土殘余物。
2)向泥漿水中添加穩定劑并與攪拌鼓中的物料混合。
另外，也可以一步把用一定量的水稀釋了的穩定劑溶液加入類似于予攪拌車攪拌鼓的容器中，形成穩定的泥漿。
該穩定的泥漿可以與新鮮的混凝土混合，只要其水含量與泥漿中的水含量相符，就不會影響混凝土的性能。
優選的穩定劑為膦酸衍生物，含有羥基和氨基的更好，因為它們能起到鈣螯合劑的作用。這類穩定劑的最優選的例子是由MonsantoCo.(St.Louis，Mo.)銷售的Dequest(R.T.M)系列化合物，例如Dequest2000氨基三(亞甲基膦酸)Dequest2006氨基三(亞甲基膦酸)，五鈉鹽Dequest20101-羥基亞乙基-1，1-二膦酸Dequest20161-羥基亞乙基-1，1-二膦酸，四鈉鹽Dequest2041乙二胺四(亞甲基膦酸)Dequest2047乙二胺四(亞甲基膦酸)，鈣鈉鹽Dequest2051六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)Dequest2054六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)，鉀鹽Dequest2060二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)Dequest2066二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)，鈉鹽。
其它適用的穩定劑包括羥基羧酸及其鹽，包括檸檬酸、葡糖酸、酒石酸、富馬酸、衣康酸、丙二酸和葡庚糖酸;聚羧酸及其鹽，例如，聚順式丁烯二酸、聚反式丁烯二酸、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸、最好選用分子量低的化合物;抗氧化劑如，抗壞血酸、異抗壞血酸;聚合物如，磺酸-丙烯酸共聚物，聚羥基硅烷和聚丙烯酰胺，最好選用分子量低的;碳水化合物如，蔗糖和玉米糖漿;木素磺酸鹽，如木素磺酸鈣。在這些化合物中，我們優先選用了羥基羧酸，聚羧酸、抗壞血酸、異抗壞血酸、碳水化合物和聚羥基硅烷。優選的羥基羧酸為葡糖酸和葡庚糖酸。
進一步優選的穩定劑為由至少一種膦酸類抑制劑和至少一種不同類型的穩定劑的混合物。幾乎所有的非膦酸類穩定劑如檸檬酸，還具有減水特性，可以有效地增加最終固化混凝土的抗壓強度。
特別優選的穩定劑為Dequest系列產品與檸檬酸的混合物，特別是Dequest2000與檸檬酸的混合物。Dequest與檸檬酸的比例最好為1∶1至2∶1。
本發明優選的穩定劑配方(S)116克/升氨基三(亞甲基膦酸)72.6克/升檸檬酸將1.25升該溶液加到226升水泥漿中。
本發明的這種方法有以下這些優點1.該方法不需要從予攪拌車攪拌鼓中沖洗混凝土殘余物。
2.該方法不需要設置泥漿槽。
3.該方法比通常情況下沖洗攪拌鼓所花的時間要少。
4.該方法制止了混凝土殘余物的形成，從而保持了攪拌鼓的清潔。
5.所形成的混凝土的抗壓強度等于或超過新配制的混凝土。
6.該方法可節省水。
7.該方法解決了由于處理泥漿槽和廢料而引起的環境問題。
在本發明中，穩定劑的加入量(按混凝土重量百分比計)隨諸多不同的因素而變化，作為本領域的普通技術人員很容易地對其進行估量。這些因素包括1)所使用的穩定劑的配方。
2)所需要的穩定時間，一般需要一夜(12～18小時)或一個周末(36～90小時，最好為60～72小時)。
3)ASTM(美國材料試驗標準)型水泥，本發明方法中可采用Ⅰ-Ⅳ型水泥，最好采用Ⅰ和Ⅱ型。
4)加入穩定劑的時間被定義為加入穩定劑至攪拌混凝土所需的時間。一旦所使用的部分混凝土澆筑時，就將穩定劑加到未使用的部分混凝土中，或者當予攪拌車回到混合裝置時加入穩定劑。穩定劑的最佳加入時間為開始混合后的1～4小時內。加入時間越長，所需要的穩定劑量越大。
5)原始混凝土的凝固時間。如果該混凝土本身的固化速率較低，那么所需的穩定劑量就比固化速率高的混凝土少。
6)由于混凝土的溫度為室溫，溫度越高，凝固的越快，需要的穩定劑量越大。由于高溫下固化的更加迅速，混凝土的溫度最好選擇在20℃以上，應該在開始混合的3小時內加入穩定劑。
7)攪拌鼓中起始混合攪拌的混凝土的體積。在指定的起始溫度下，體積大的混凝土比體積小的溫凝土固化的快，這是因為體積較大的混凝土不能迅速地釋放出水化反應熱，所以溫度升高，固化速率加快。因此2立方米的混凝土所需要的穩定劑量是1立方米混凝土用量的兩倍。
8)最終混合時，泥漿與新鮮混凝土的比例。
9)最初加入的添加劑的量和類型以及新加入的水泥的量和類型。
一般情況下，普通予攪拌車攪拌鼓中殘留的一般量的混凝土殘余物，制成泥漿所需的加水量為100～600升，最好為200～400升。如果選用最佳的穩定劑配方(S)，每輛車加入1升溶液可穩定一晝夜(24～48小時)，加入1.5升至2升可穩定一個周末(高達72小時)。如果在一步的方法中采用稀釋溶液，就將相應量的穩定劑與水一起混合。
本發明的最佳操作方法為，當予攪拌車回到攪拌裝置時，倒空所有的混凝土，然后在攪拌鼓中加入適量的水。將混凝土殘余物倒置到攪拌鼓的后面，并向泥漿中加入適量的穩定劑組合物。再把穩定的水泥漿返回到攪拌鼓的前部，讓攪拌鼓高速旋轉1分鐘。
為了比較徹底地清洗攪拌鼓，把穩定的泥漿再次倒置到鼓的后面，再把泥漿返回到鼓的前面，并使攪拌鼓再高速運轉1分鐘。
第二天或周末后，將新配制的混凝土加到攪拌鼓中，進行正常的攪拌。由于制備水泥漿時使用了一定量的水，因此減少了新配制的混凝土的用水量。
為了測定本發明穩定劑組合物對混凝土抗壓強度的影響，我們進行了以下研究。
倒空予攪拌車中的混凝土，以100升水中加入1升穩定劑組合物的比例加到攪拌鼓中，制成泥漿。按上文所述的方法處理穩定化的水泥漿。穩定的水泥漿置于攪拌鼓中一整夜。
第二天將10.5m3混凝土加入攪拌鼓中，并與穩定水泥漿一起攪拌，該混凝土水泥組份為200kg/cm3Ⅰ型水泥40kg/m3粉煤灰該混凝土的抗壓強度為6天抗壓強度14.0MPa6天抗壓強度13.2MPa6天抗壓強度(平均)13.6MPa28天抗壓強度21.4MPa
28天抗壓強度22.2MPa28天抗壓強度(平均)21.8MPa沒有用本發明的工藝方法處理的混凝土的抗壓強度相應值為7天抗壓強度15.0MPa28天抗壓強度22.2MPa這些相應的抗壓強度是按照前3個月的抗壓強度的平均值。
該研究表明本發明穩定劑組合物對所處理的混凝土的抗壓強度未造成不良的影響。
實施例將0.02m3的混凝土加到56.6升攪拌器中，并進行充分攪拌。然后倒空攪拌器中的混凝土。向攪拌器內的混凝土殘余物中添加2.27升水和0.03升穩定劑組合物。按前面所述的方法混合所制得的泥漿。將該穩定化泥漿放置一夜。
第二天將0.02m3混凝土加到穩定化水泥漿中攪拌。
該混凝土的抗壓強度為PSI/Percent試方案坍落度夾帶初凝W/C1天7天28天驗氣體0空白4.501.15.1250.5671087368764031001001001穩定化的4.501.25.2500.569117138376615泥漿108104103坍落度-順12英吋(305mm)坍落度筒坍落的距離(英吋)
ASTMC-143夾帶氣-夾帶空氣的百分數PSI/Percent-混凝土試樣(4″×4″立方)的抗壓強度每平方英吋多少磅W/C-水灰比結果表明本發明的組合物對所制混凝土的抗壓強度未造成不良影響。
權利要求
1.一種穩定混凝土殘余物的方法，其中包括向容器中添加適量的水與容器中的混凝土殘余物形成泥漿，向泥漿中加入穩定劑，或向容器中加入用一定量的水配制的穩定劑稀釋溶液，與混凝土殘余物一起形成穩定化泥漿。
2.按照權利要求1的方法，其中的容器為予攪拌車攪拌鼓。
3.按照權利要求1或2的方法，其中的穩定劑包括至少一種膦酸衍生物。
4.按照權利要求3的方法，其中的穩定劑選自以下組份氨基三(亞甲基膦酸)氨基三(亞甲基膦酸)，五鈉鹽1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸1-羥基亞乙基-1，1-二膦酸，四鈉鹽乙二胺四(亞甲基膦酸)乙二胺四(亞甲基膦酸)，鈣鈉鹽六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)六亞甲基二胺四(亞甲基膦酸)，鉀鹽二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)二亞乙基三胺五(亞甲基膦酸)，鈉鹽。
5.按照權利要求4的方法，其中穩定劑為氨基三(亞甲基膦酸)。
6.按照權利要求1或2的方法，其中穩定劑包括至少一種選自羥基羧酸、聚羧酸及其鹽;抗壞血酸、異抗壞血酸;磺酸-丙烯酸共聚物，聚羥基硅烷;聚丙烯酰胺;碳水化合物和木素磺酸鹽中的化合物。
7.按照權利要求6的方法，其中穩定劑包括至少一種選自羥基羧酸、聚羧酸、抗壞血酸、異抗壞血酸、玉米糖漿和聚羥基硅烷中的化合物。
8.按照權利要求1或2的方法，其中穩定劑包括至少一種選自膦酸衍生物的化合物，以及至少一種選自羥基羧酸、聚羧酸及其鹽;抗壞血酸和異抗壞血酸;磺酸-丙烯酸共聚物;聚羥基硅烷;聚丙烯酰胺;碳水化合物;和木素磺酸鹽中的化合物。
9.按照權利要求8的方法，其中穩定劑包括氨基三(亞甲基膦酸)和檸檬酸。
10.按照權利要求9的方法，其中氨基三(亞甲基膦酸)與檸檬酸的比例為1∶1至2∶1。
11.按照權利要求10的方法，其中附加穩定劑為玉米糖漿。
12.按照權利要求6的方法，其中羥基羧酸為葡糖酸或葡庚糖酸。
13.一種制備混凝土的方法，包括將新鮮混凝土加到按照權利要求1方法制備的穩定化泥漿中。
全文摘要
穩定(阻止硬化)容器(如預攪拌車攪拌鼓)中混凝土殘余物的方法，該方法包括加入水制成泥漿，向泥漿中添加穩定劑。可將該泥漿與新配制的混凝土一起攪拌而不會影響混凝土的質量。
文檔編號C04B24/42GK1035487SQ8910096
公開日1989年9月13日 申請日期1989年1月13日 優先權日1988年1月14日
發明者格雷戈里·斯坦利·博布羅斯基, 羅伯特·約瑟夫·賴恩 申請人:山道士有限公司