專利名稱：硅酸鹽水泥早強劑及使用方法
硅酸鹽水泥早強劑及使用方法
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及用于水泥的外加劑，更具體地說，本發(fā)明涉及用于增加水泥早期強度的外加劑、改善水泥早期強度的方法。這里所說的水泥是指能與水發(fā)生水化反應(yīng)的膠凝性無機水硬性材料，用于制造如水泥砂漿和混凝土的材料。水泥可以包括，例如普通硅酸鹽水泥或混合水泥，后者可以是冶金礦渣硅酸鹽水泥或與火山灰質(zhì)材料混合而成的硅酸鹽水泥。因此，混合水泥一般含有以下一種或多種火山灰質(zhì)材料如礦渣、煅燒高嶺土、粉煤灰、天然火山灰，這使水泥制造商可以用其代替部分硅酸鹽水泥熟料，由此大幅度降低成本產(chǎn)生經(jīng)濟效益。在混合水泥的制造商和普通娃酸鹽水泥的制造商之間存在經(jīng)濟成本和技術(shù)性能間的競爭。因此，消費者經(jīng)常需要在普通硅酸鹽水泥和價格比較低廉的混合水泥之間做出選擇，混合水泥往往具有相對較小的早期強度和較高的需水量。因此本發(fā)明人認為需要對這類水泥加以適當改善，特別是用于混合水泥的早期強度提高和減少需水量的外加劑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了硅酸鹽水泥早強減水外加劑，用于增加硅酸鹽水泥和膠凝性組合物早期強度和降低需水量的方法。本發(fā)明的外加劑被認為可用于硅酸鹽水泥、混合水泥，例如普通硅酸鹽水泥和混合水泥，該外加劑降低了水泥成本，但使用者會發(fā)現(xiàn)火山灰水泥的技術(shù)性能指標并未降低。本發(fā)明用于增加水泥早期強度的方法包括在水泥中加入下列物質(zhì)，優(yōu)選在粉磨水泥過程中加入(a)至少一種含有聚氧乙烯基團的高效減水劑；(b) —種低分子糖；(c) 一種堿金屬或堿土金屬硫酸鹽。在其他應(yīng)用方法的粉磨步驟中任選加入一種多羥基胺。

本發(fā)明用于改善水泥早期強度的外加劑含有(a)至少含有一種聚氧乙烯基團的高效減水劑；(b) —種低分子糖；(c) 一種堿金屬或堿土金屬硫酸鹽；和(d)任選含一種多羥基胺。任選將外加劑制成水溶液或制成固體粉料在水泥粉磨過程中加入。本發(fā)明水泥組合物包括水泥與上述聚氧乙烯高效減水劑、低分子糖和堿金屬或堿土金屬硫酸鹽相混合的混合物。下文詳細描述了本發(fā)明進一步的特征和優(yōu)點。本發(fā)明可以以下述形式實現(xiàn)外加劑(聚氧乙烯高效減水劑、低分子糖和堿金屬或堿土金屬硫酸鹽)，其可以在粉磨工序中加入水泥(優(yōu)選混合水泥)，或加入膠凝性組合物(包括含有混合水泥與細料(沙)/或粗集料(石料)的組合物)；含有前面提到的組分(或者作為混合物，或者更優(yōu)選在水泥制造過程中作為水泥外加劑)的水泥(或膠凝性組合物，如磚石建筑用水泥、混凝土)；并且本發(fā)明也作為一種通過在水泥粉磨過程中加入外加劑組分而改善水泥早期強度的方法。聚氧乙烯聚合物用來作為波特蘭水泥的高效減水劑，優(yōu)選聚合物是具有主鏈和側(cè)基的梳形聚合物，其含有的聚氧乙烯基團在珠簾或側(cè)基中，或兩者中都有。梳型聚合物型高效減水劑可以大幅度減低水泥的需水量，可以使混凝土在較長時間內(nèi)保持較高的流動度。
優(yōu)選使用具有聚合物主鏈、例如含碳主鏈的環(huán)氧乙烷(EO)/環(huán)氧丙烷(PO)型梳型聚合物，其上連有羧基和側(cè)基，如環(huán)氧乙烷基團、環(huán)氧丙烷基團、和/或Ε0/Ρ0基團的結(jié)合。側(cè)基可以是離子的或非離子的，例如多羧基單體如馬來酸或馬來酸酐與含有如聚烷撐二醇單烯丙基醚類單體的共聚物。適用于本發(fā)明的示范性的聚氧乙烯聚合物含有碳主鏈，其上連有結(jié)構(gòu)(I)和(II)所示的基團，并且任選連有結(jié)構(gòu)如(III)和(IV)所示的基團[-CRCOOZ-Ch2-] a(I)[-CRCOOZ-Ch2-] b(II)
權(quán)利要求
1.一種用于改善硅酸鹽水泥膠凝性組合物早期強度和降低需水量的方法。本發(fā)明的外加劑被認為可用于硅酸鹽水泥、混合水泥，例如普通硅酸鹽水泥和混合水泥。包括在水泥中加入下列物質(zhì)，優(yōu)選在粉磨水泥過程中加入(a)至少一種含有聚氧乙烯基團的高效減水劑；(b) —種低分子糖；(c) 一種堿金屬或堿土金屬硫酸鹽。在其他應(yīng)用方法的粉磨步驟中任選加入一種多輕基胺。
2.權(quán)利要求1所述的水泥早強劑，其中包括聚氧乙烯聚合物用來作為波特蘭水泥的高效減水劑，優(yōu)選聚合物是具有主鏈和側(cè)基的梳形聚合物，其含有的聚氧乙烯基團在珠簾或側(cè)基中，或兩者中都有。適用于本發(fā)明的聚氧乙烯聚合物具體說就是聚丙烯酸梳型聚合物，它是通過將聚氧乙烯胺接枝到聚羧酸主鏈上，即發(fā)生胺化反應(yīng)和或亞胺化反應(yīng)而制得的。
3.權(quán)利要求2所述聚氧乙烯聚合物，含有碳主鏈，其上連有結(jié)構(gòu)(I)和(II)所示的基團，并且任選連有結(jié)構(gòu)如(III)和(IV)所示的基團
4.權(quán)利要求2所述的聚氧乙烯聚合物，可以通過將馬來酸酐和可烯鍵聚合的聚烯烴聚合而成，它們往往以金屬鹽的形式使用，它們是通過聚合物和堿如氫氧化鈉或氫氧化鈣的最終反應(yīng)形成。
5.權(quán)利要求2所述聚氧乙烯聚合物，也可以考慮，未必一定要求是梳型結(jié)構(gòu)，即主鏈上帶有側(cè)基，而是可能具有直鏈和支鏈結(jié)構(gòu)，或其他結(jié)構(gòu)也可以作為水泥減水劑。
6.去昂立要求2所述聚氧乙烯聚合物，推薦優(yōu)選分子量為15000 50000。
7.權(quán)利要求1所述水泥早強劑，包含常用的低分子糖，如葡萄糖、蔗糖、果糖、己糖、戊糖、丁糖等，也包括玉米糖漿和糖蜜。上述低分子糖類用于本發(fā)明，在粉磨水泥時加入，基于水泥干重，其優(yōu)選數(shù)量為O. 002 O.1 %。
8.權(quán)利要求1所述水泥早強劑，包含堿金屬或堿土金屬硫酸鹽。
9.權(quán)利要求1所述水泥早強劑，還包括多羥基胺的應(yīng)用。
10.權(quán)利要求1所述水泥早強劑制備方法的優(yōu)選方式是將它們一起混入水溶液，然后將水溶液逐漸加入火水泥的粉磨過程。
11.權(quán)利要求1所述的水泥早強劑的制備方法是，各種外加劑(聚氧乙烯高效減水劑、低分子糖和堿金屬或堿土金屬硫酸鹽)，其可以在粉磨工序中加入水泥(優(yōu)選混合水泥)，或加入膠凝性組合物(包括含有混合水泥與細料(沙)/或粗集料(石料)的組合物)。
全文摘要
一種用于提高硅酸鹽水泥早期強度的外加劑及使用方法。適用對象包括普通硅酸鹽水泥或混合水泥，這種外加劑可增加硅酸鹽水泥和膠凝性組合物早期強度和降低需水量。本發(fā)明用于增加水泥早期強度的方法包括在水泥中加入下列物質(zhì)，優(yōu)選在粉磨水泥過程中加入(a)至少一種含有聚氧乙烯基團的高效減水劑；(b)一種低分子糖；(c)一種堿金屬或堿土金屬硫酸鹽。在其他應(yīng)用方法的粉磨步驟中任選加入一種多羥基胺。優(yōu)選將外加劑制成水溶液在水泥粉磨過程中加入。
文檔編號C04B103/12GK103058568SQ20131002245
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者吳憲龍, 張震斌, 洪欣 申請人:遼寧工業(yè)大學(xué)