CN1021650C - 稳定混凝土残余物的方法 - Google Patents

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Abstract

稳定(阻止硬化)容器(如预搅拌车搅拌鼓)中混凝土残余物的方法，该方法包括加入水制成泥浆，向泥浆中添加稳定剂。可将该泥浆与新配制的混凝土一起搅拌而不会影响混凝土的质量。

Description

本发明涉及混凝土稳定的方法。更具体地说，本发明涉及对任何盛有混凝土残余物的容器，尤其是对予搅拌车中的混凝土残余物的稳定方法。
在予搅拌混凝土行业中，通常为了避免搅拌鼓中的混凝土残余物硬化，通常在一天工作结束的时候，冲洗掉残留在予搅拌车中的所有混凝土残余物。这种作法很费功夫而且要配泥浆槽回收废混凝土。另外，为处理这种废混凝土要花很高的运输费用。因此，这种处理方法无论在经济上还是在环境中都不能命人满意。人们期望着一种能够淘汰目前这种不经济的冲洗的新方法。
我们已经发现，可以通过向搅拌鼓中的清洗泥浆水中添加一种稳定组份，回收予搅拌车中的混凝土残余物。稳定的泥浆水避免了混凝土残余物在搅拌鼓中硬化。
本发明的方法包括以下步骤：
1）向容器中（如予搅拌车搅拌鼓）加入一定量的水，与混凝土残余物形成泥浆。应将搅拌车中回收的混凝土倒空，只剩下混凝土残余物。
2）向泥浆水中添加稳定剂并与搅拌鼓中的物料混合。
另外，也可以一步把用一定量的水稀释了的稳定剂溶液加入类似于予搅拌车搅拌鼓的容器中，形成稳定的泥浆。
该稳定的泥浆可以与新鲜的混凝土混合，只要其水含量与泥浆中的水含量相符，就不会影响混凝土的性能。
优选的稳定剂为膦酸衍生物，含有羟基和氨基的更好，因为它们 能起到钙螯合剂的作用。这类稳定剂的最优选的例子是由Monsanto    Co.（St.Louis，Mo.）销售的Dequest（R.T.M）系列化合物，例如：
Dequest    2000：氨基三（亚甲基膦酸）
Dequest    2006：氨基三（亚甲基膦酸），五钠盐
Dequest    2010：1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸
Dequest    2016：1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸，四钠盐
Dequest    2041：乙二胺四（亚甲基膦酸）
Dequest    2047：乙二胺四（亚甲基膦酸）钙钠盐
Dequest    2051：六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸）
Dequest    2054：六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸）钾盐
Dequest    2060：二亚乙基三胺五（亚甲基膦酸）
Dequest    2066：二亚乙基三胺五（亚甲基膦酸）钠盐。
其它适用的稳定剂包括羟基羧酸及其盐，包括柠檬酸、葡糖酸、酒石酸、富马酸、衣康酸、丙二酸和葡庚糖酸;聚羧酸及其盐，例如，聚顺式丁烯二酸、聚反式丁烯二酸、聚丙烯酸和聚甲基丙烯酸、最好选用分子量低的化合物;抗氧化剂如，抗坏血酸、异抗坏血酸;聚合物如，磺酸-丙烯酸共聚物，聚羟基硅烷和聚丙烯酰胺，最好选用分子量低的;碳水化合物如，蔗糖和玉米糖浆;木素磺酸盐，如木素磺酸钙。在这些化合物中，我们优先选用了羟基羧酸，聚羧酸、抗坏血酸、异抗坏血酸、碳水化合物和聚羟基硅烷。优选的羟基羧酸为葡糖酸和葡庚糖酸。
进一步优选的稳定剂为由至少一种膦酸类抑制剂和至少一种不同 类型的稳定剂的混合物。几乎所有的非膦酸类稳定剂如柠檬酸，还具有有减水特性，可以有效地增加最终固化混凝土的抗压强度。
特别优选的稳定剂为Dequest系列产品与柠檬酸的混合物，特别是Dequest    2000与柠檬酸的混合物。Dequest与柠檬酸的比例最好为1∶1至2∶1（重量）。
本发明优选的稳定剂配方（S）
116克/升氨基三（亚甲基膦酸）
72.6克/升柠檬酸
将1.25升该溶液加到226升水泥浆中。
本发明的这种方法有以下这些优点：
1.该方法不需要从予搅拌车搅拌鼓中冲洗混凝土残余物。
2.该方法不需要设置泥浆槽。
3.该方法比通常情况下冲洗搅拌鼓所花的时间要少。
4.该方法制止了混凝土残余物的形成，从而保持了搅拌鼓的清洁。
5.所形成的混凝土的抗压强度等于或超过新配制的混凝土。
6.该方法可节省水。
7.该方法解决了由于处理泥浆槽和废料而引起的环境问题。
在本发明中，稳定剂的加入量（按混凝土重量百分比计）随诸多不同的因素而变化，作为本领域的普通技术人员很容易地对其进行估量。这些因素包括：
1）所使用的稳定剂的配方。
2）所需要的稳定时间，一般需要一夜（12～18小时）或一个周末（36～90小时，最好为60～72小时）。
3）ASTM（美国材料试验标准）型水泥，本发明方法中可采用Ⅰ-Ⅳ型水泥，最好采用Ⅰ和Ⅱ型。
4）加入稳定剂的时间被定义为加入稳定剂至搅拌混凝土所需的时间。一旦所使用的部分混凝土浇筑时，就将稳定剂加到未使用的部分混凝土中，或者当予搅拌车回到混合装置时加入稳定剂。稳定剂的最佳加入时间为开始混合后的1～4小时内。加入时间越长，所需要的稳定剂量越大。
5）原始混凝土的凝固时间。如果该混凝土本身的固化速率较低，那么所需的稳定剂量就比固化速率高的混凝土少。
6）由于混凝土的温度为室温，温度越高，凝固的越快，需要的稳定剂量越大。由于高温下固化的更加迅速，混凝土的温度最好选择在20℃以上，应该在开始混合的3小时内加入稳定剂。
7）搅拌鼓中起始混合搅拌的混凝土的体积。在指定的起始温度下，体积大的混凝土比体积小的温凝土固化的快，这是因为体积较大的混凝土不能迅速地释放出水化反应热，所以温度升高，固化速率加快。因此2立方米的混凝土所需要的稳定剂量是1立方米混凝土用量的两倍。
8）最终混合时，泥浆与新鲜混凝土的比例。
9）最初加入的添加剂的量和类型以及新加入的水泥的量和类型。
一般情况下，普通予搅拌车搅拌鼓中残留的一般量的混凝土残余物，制成泥浆所需的加水量为100～600升，最好为200～400升。如果选用最佳的稳定剂配方（S），每辆车加入1升溶液可稳定一昼夜（24～48小时），加入1.5升至2升可稳定一个周末（高达72小时）。如果在一步的方法中采用稀释溶液，就将相 应量的稳定剂与水一起混合。
本发明的最佳操作方法为，当予搅拌车回到搅拌装置时，倒空所有的混凝土，然后在搅拌鼓中加入适量的水。将混凝土残余物倒置到搅拌鼓的后面，并向泥浆中加入适量的稳定剂组合物。再把稳定的水泥浆返回到搅拌鼓的前部，让搅拌鼓高速旋转1分钟。
为了比较彻底地清洗搅拌鼓，把稳定的泥浆再次倒置到鼓的后面，再把泥浆返回到鼓的前面，并使搅拌鼓再高速运转1分钟。
第二天或周末后，将新配制的混凝土加到搅拌鼓中，进行正常的搅拌。由于制备水泥浆时使用了一定量的水，因此减少了新配制的混凝土的用水量。
为了测定本发明稳定剂组合物对混凝土抗压强度的影响，我们进行了以下研究。
倒空予搅拌车中的混凝土，以100升水中加入1升稳定剂组合物的比例加到搅拌鼓中，制成泥浆。按上文所述的方法处理稳定化的水泥浆。稳定的水泥浆置于搅拌鼓中一整夜。
第二天将10.5m3混凝土加入搅拌鼓中，并与稳定水泥浆一起搅拌，该混凝土水泥组份为：
200kg/cm3Ⅰ型水泥
40kg/m3粉煤灰
该混凝土的抗压强度为：
6天抗压强度    14.0MPa
6天抗压强度    13.2MPa
6天抗压强度（平均）    13.6MPa
28天抗压强度    21.4MPa
28天抗压强度    22.2MPa
28天抗压强度（平均）    21.8MPa
没有用本发明的工艺方法处理的混凝土的抗压强度相应值为：
7天抗压强度    15.0MPa
28天抗压强度    22.2MPa
这些相应的抗压强度是按照前3个月的抗压强度的平均值。
该研究表明本发明稳定剂组合物对所处理的混凝土的抗压强度未造成不良的影响。
实施例
将0.02m3的混凝土加到56.6升搅拌器中，并进行充分搅拌。然后倒空搅拌器中的混凝土。向搅拌器内的混凝土残余物中添加2.27升水和0.03升稳定剂组合物。按前面所述的方法混合所制得的泥浆。将该稳定化泥浆放置一夜。
第二天将0.02m3混凝土加到稳定化水泥浆中搅拌。
该混凝土的抗压强度为：
PSI/Percent
试    方案    坍落度    夹带    初凝    W/C    1天    7天    28天
验    气体
0    空白    4.50    1.1    5.125    0.567    1087    3687    6403
100    100    100
1    稳定
化的    4.50    1.2    5.250    0.569    1171    3837    6615
泥浆    108    104    103
坍落度-顺12英吋（305mm）坍落度筒坍落的距离（英吋）
ASTMC-143
夹带气-夹带空气的百分数
PSI/Percent-混凝土试样（4″×4″立方）的抗压强度每平方英吋多少磅
W/C-水灰比
结果表明本发明的组合物对所制混凝土的抗压强度未造成不良影响。

Claims (10)

1、一种稳定混凝土残余物的方法，其中包括：向容器中添加适量的水与容器中的混凝土残余物形成泥浆，向泥浆中加入稳定剂，或向容器中加入用一定量的水配制的稳定剂稀释溶液，与混凝土残余物一起形成稳定化泥浆；所说稳定剂为至少一种膦酸衍生物和羟基羧酸及其盐。
2、按照权利要求1的方法，其中的容器为预搅拌车搅拌鼓。
3、按照权利要求1或2的方法，其中的稳定剂包括至少一种膦酸衍生物。
4、按照权利要求3的方法，其中的稳定剂选自以下组份：
氨基三（亚甲基膦酸）
氨基三（亚甲基膦酸）五钠盐
1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸
1-羟基亚乙基-1，1-二膦酸四钠盐
乙二胺四（亚甲基膦酸）
乙二胺四（亚甲基膦酸）钙钠盐
六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸）
六亚甲基二胺四（亚甲基膦酸）钾盐
二亚乙基三胺五（亚甲基膦酸）
二亚乙基三胺五（亚甲基膦酸）钠盐。
5、按照权利要求4的方法，其中稳定剂为氨基三（亚甲基膦酸）。
6、按照权利要求1或2的方法，其中稳定剂包括至少一种羟基羧酸及其盐。
7、按照权利要求1或2的方法，其中稳定剂包括：
至少一种选自膦酸衍生物的化合物，以及
至少一种选自羟基羧酸、聚羧酸及其盐;抗坏血酸和异抗坏血酸;磺酸-丙烯酸共聚物;聚羟基硅烷;聚丙烯酰胺;碳水化合物;和木素磺酸盐中的化合物。
8、按照权利要求7的方法，其中稳定剂包括氨基三（亚甲基膦酸）和柠檬酸。
9、按照权利要求8的方法，其中氨基三（亚甲基膦酸）与柠檬酸的比例为1∶1至2∶1（重量）。
10、一种制备混凝土的方法，包括将新鲜混凝土加到按照权利要求方法制备的稳定化泥浆中。
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