CN103534301B - 用于处理建筑骨料的阳离子聚合物 - Google Patents

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Abstract

本发明提供用于处理用于建筑目的的含粘土骨料的方法、掺加物组合物和用于建筑目的的骨料组合物。该含粘土骨料用由两种和优选三种不同单体组分制备的阳离子聚合物来处理。还描述了含有处理过的骨料的水泥基组合物。

Description

用于处理建筑骨料的阳离子聚合物
发明领域
本发明涉及用于制备建筑材料的砂骨料的处理，和更具体地涉及使用阳离子聚合物缓解(mitigation)在建筑骨料中的粘土。
发明背景
已知用于制备建筑材料例如混凝土的砂骨料可以含有粘土材料，其对混凝土有害，和／或对用于混凝土中的增塑剂的有效性有害。
例如，由其共同受让人Jardine等拥有的美国专利6,352,952和6,670,415公开了某种粘土，其与水接触时膨胀，是不利地影响“EO／PO”型超增塑剂(例如，其含有氧化乙烯和氧化丙烯基团)的剂量有效性的原因。Jardine等教导了粘土-活性-改性剂，例如有机阳离子(例如对与粘土进行阳离子交换具有强亲和力的季铵)，可以在将水引入粘土中之前，期间或之后引入粘土中。
如美国序列号11,575,612(公开号2007/0287794A1)和美国序列号1111/575,607(公开号2008/0060556A1)中的另一个实施例所述，Jacquet等公开了惰化在意欲用于制备混凝土的砂骨料中的粘土的组合物和方法。该组合物可以包含已经含有阳离子季铵官能团的单体：所述季铵官能团例如二烯丙基二烷基铵、季铵化的二烷基氨基烷基的(甲基)丙烯酸酯和由季铵化的二烷基氨基烷基N-取代的(甲基)丙烯酰胺。特别地优选二甲基胺和表氯醇缩聚获得的阳离子聚合物。
发明概述
本发明涉及含粘土骨料的处理，该骨料用于制备混凝土、灰浆和沥青，和特别涉及通过某种单体组分的聚合而获得的聚合物的应用，如将更详细地在下文中描述的。
该聚合物的应用能够导致水泥基组合物的性能的改进，例如不要求增加水的可加工性，和减少洗涤和处理粘土所需的劳动。
本发明用于处理用在建筑材料中的含粘土骨料的示例性方法包括：以基于所述粘土干重计的3％-60％的量，将获自下述单体组分的疏水改性阳离子聚合物引入含粘土砂骨料中：
(A)60-98摩尔百分比的量的阳离子单体，选自季铵化的乙烯基吡啶或下述结构代表的其他阳离子单体：
其中
R1、R2和R3各自独立地表示氢、-CH3或-COOH；
R4、R5、R6、R7和R8各自独立地表示C1-C4烷基；
R9和R10各自独立地表示氢或-CH3；
Z1表示-O-或-NH-；
Y1表示-CH2CH(OH)CH2-或C1-C6烷基；和
X表示卤化物、类卤化物或硫酸盐；
(B)2-40摩尔百分比的量的疏水性的、基本上不溶于水的单体，选自醋酸乙烯酯，丙烯腈，甲基丙烯腈，苯乙烯和其衍生物，式CH2＝CH-O-R11的乙烯基醚，其中R11为直链或支链的饱和或不饱和的1-12个碳的烃基，式H2C＝CR12-CO-Z2-R13的酯或酰胺，其中R12为氢或C1至C3烷基，Z2为-O-或-NH-，和R13为直链或支链的饱和或不饱和的具有1-18个碳的烃基；和
(C)0-20摩尔百分比的量的水溶性单体，选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烷基或二烷基丙烯酰胺或烷基或二烷基甲基丙烯酰胺、聚氧化烯丙烯酸酯、聚氧化烯甲基丙烯酸酯和聚氧化烯醚。
本发明也提供由上述方法制备的骨料组合物。该骨料组合物可以与水泥粘结剂结合以形成灰浆或混凝土，或与沥青组合物结合以提供沥青组合物，并且通常能够用于形成建筑材料组合物。或者该骨料组合物可以与一种或多种常规的掺加物化学品，例如减水剂(例如，超增塑剂)掺加物结合；和可以同时包含水泥粘结剂和减水剂。
本发明也提供掺加物组合物，其包含上述用于处理建筑材料组合物的聚合物，与至少一种通常用于改性可水合灰浆或混凝土的化学掺加物，例如一种或多种减水掺加物(例如，聚羧酸盐梳型聚合物超增塑剂)，或其他常规的一种或多种掺加物结合，如将在下文进一步详细描述的。
本发明示例性的掺加物组合物可以在采石场时或之后或在骨料采矿场中加工时或之后，或者在混凝土混合车间时或之前，引入至含粘土骨料中，其中该骨料与水泥结合以提供灰浆或混凝土组合物。
本发明进一步的示例性实施方式包含上述疏水性改性的阳离子聚合物，其获自单体组分(a)至(c)，其与水泥和骨料结合(例如，混凝土)。
本发明进一步的优点和特征将在下文更详细地描述。
示例性实施方案的详细描述
本发明涉及使用疏水性改性的阳离子聚合物来处理意欲用于建筑材料目的砂骨料中的粘土的方法和组合物，和涉及包含该疏水性改性的阳离子聚合物的水泥和水泥基组合物、骨料组合物和混凝土组合物。
该粘土可以为2：1型(例如蒙脱土型粘土)或1：1型(例如高岭土)或2：1：1型(例如绿泥石)的膨胀性粘土。术语“粘土”是指铝和／或镁硅酸盐，包括具有层状结构的页硅酸盐，但是该术语也可以指不具有这种结构的粘土，例如无定形粘土。本发明不限于膨胀性粘土，其已被认为吸收在前述背景中提到的EO／PO超增塑剂，而且包括使用可能直接影响建筑材料性能的粘土，无论其在湿的状态还是在硬化的状态下。通常在砂中发现的粘土包括，例如，蒙脱土、伊利石、高岭土、白云母和绿泥石。这些也包括在本发明的方法和组合物中。
该通过本发明的方法处理的含粘土砂可以用于水泥基材料，无论是否可水合，并且这种水泥基材料包括混凝土、灰浆和沥青，其可以用于结构建筑和建筑应用、道路、地基、土木工程应用，和预浇铸和预制造应用。
本文使用的术语“砂”指的是通常用于建筑材料如混凝土、灰浆和沥青的骨料颗粒，并且通常涉及平均尺寸为0-8mm，优选2-6mm的微粒。砂骨料可以包含钙质的、硅质的或硅质石灰岩矿物。这种砂可以是天然砂(例如源自冰河沉积、冲积沉积或海洋沉积，其通常被风化，以使颗粒具有光滑的表面)或者可以为使用机械压碎器或研磨装置制备的“人造”型。
使用该砂的建筑材料包括可水合水泥基组合物，例如灰浆和混凝土，并且也可以包括沥青组合物。
本文使用的术语“水泥”包括可水合水泥和波特兰水泥，其通过磨碎由可水硬性硅酸钙和一种或多种形式的硫酸钙(例如，石膏)作为相互研磨添加剂组成的渣块来制造。通常，波特兰水泥与一种或多种附加的水泥基材料，例如波特兰水泥、粉煤灰、粒化高炉矿渣、石灰岩、天然火山灰或它们的混合物结合，并且作为共混物提供。术语“水泥基”指的是包含波特兰水泥的材料或否则充当粘结剂以将细骨料(例如砂)，粗骨料(例如碎砾石)或它们的混合物保持在一起的粘结剂的材料。
术语“可水合”指的是水泥或水泥基材料，其通过与水化学反应硬化。波特兰水泥渣块是主要由可水合硅酸钙组成的部分熔融的质块。该硅酸钙基本上是硅酸三钙(3CaO·SiO2在水泥化学家中标记为“C3S”)和硅酸二钙(2CaO·SiO2，“C2S”)的混合物，其中前者是主要形式，还含有较少量的铝酸三钙(3CaO·Al2O3，″C3A″)和铁铝酸四钙(4CaO·Al2O3·Fe2O3，″C4AF″)。参见例如，Dodson，Vance H.，Concrete Admixtures(Van Nostrand Reinhold，New York NY1990)，第1页。
本文使用的术语“混凝土”通常指的是可水合水泥基混合物，其包含水、水泥、砂、通常包含粗骨料如碎砾石和任选的一种或多种化学掺加物。
如本文使用的，本文使用的术语“共聚物”或“聚合物”指的是包含至少两种不同单体组分(定义为“A”和“B”)和任选地至少三种不同单体组分(进一步包含任选单体，定义为“C”)的化合物。
本发明的聚合物优选通过常规的加成聚合技术例如自由基聚合制备。优选地，聚合在水溶液中使用水溶性自由基引发剂来实施，所述自由基引发剂包括过氧化物，例如过氧化氢；过硫酸盐，例如过硫酸铵、过硫酸钠或过硫酸钾；和水溶性偶氮引发剂。优选地，聚合物的分子量范围为1000-100,000；更优选2,000-60,000；和最优选分子量范围为5,000-50,000。
如上面所概括的，本发明的示例性方法包括将该聚合物在采石场或采矿车间中引入含粘土骨料中，在此处制造或洗涤骨料，或该聚合物可以在混凝土混合车间中引入含粘土骨料中，在此处水泥和骨料结合以制备可水合灰浆或混凝土。在进一步的示例性方法中，该聚合物也可以直接添加进灰浆或混凝土中，分别地或一起地或以与一种或多种常规掺加物的混合物形式进行。这种常规的掺加物可以包括例如木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物(NSFC)、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物(MSFC)、聚羧酸盐梳型聚合物、葡萄糖酸盐、缓凝剂、促凝剂、消泡剂、携气剂、表面活性剂或它们的混合物。
在掺加物中，优选所谓的EO／PO型聚合物，其具有氧化乙烯(“EO”)和／或氧化丙烯(“PO”)基团和多元羧酸根(polycarboxylate groups)。预期用于本发明的水泥分散剂包括EO／PO聚合物和EO／PO梳型聚合物，如在例如Jardine等的美国专利6,352,952B1和6,670,415B2中描述的，其提到在转让给W.R.Grace&Co.-Conn的美国专利5,393,343中教导的聚合物。这些聚合物可以从Grace以商标名获得。另一种示例性的也含有EO／PO基团的水泥分散剂聚合物，通过聚合马来酸酐和烯键式-可聚合聚亚烷基(polyalkylene)来获得，如在美国专利4,471,100中教导的。此外，在美国专利6,569,234B2和美国专利5,661,206中教导含EO／PO-基团的水泥分散剂聚合物。这种用在混凝土中的聚羧酸盐水泥分散剂的量可以与常规用量相一致(例如，0.05％至0.25％，基于活性聚合物的重量相对于水泥基材料的重量计)。
因此，本发明的示例性掺加物组合物包含：上述聚合物和至少一种聚羧酸盐水泥分散剂，其优选为具有EO和PO基团的聚羧酸盐梳型聚合物，如上面所述。
如上面所概括的，本发明示例性的方法包括：以基于处理过的粘土重量计的3％-60％的量，将至少一种获自如下单体组分(A)、(B)和任选(C)的聚合物引入含粘土砂骨料中：
(A)60-98摩尔百分比的量的阳离子单体，选自季铵化的乙烯基吡啶或下述结构代表的其他阳离子单体：
其中
R1、R2和R3各自独立地表示氢、-CH3或-COOH；
R4、R5、R6、R7和R8各自独立地表示C1-C4烷基；
R9和R10各自独立地表示氢或-CH3；
Z1表示-O-或-NH-；
Y1表示-CH2CH(OH)CH2-或C1-C6烷基；和
X表示卤化物、类卤化物或硫酸盐；
(B)2-40摩尔百分比的量的疏水性的、基本上不溶于水的单体，选自醋酸乙烯酯，丙烯腈，甲基丙烯腈，苯乙烯和其衍生物，式CH2＝CH-O-R11的乙烯基醚，其中R11为直链或支链的饱和或不饱和的1-12个碳的烃基，式H2C＝CR12-CO-Z2-R13的酯或酰胺，其中R12为氢或C1至C3烷基，Z2为-O-或-NH-，和R13为直链或支链的饱和或不饱和的具有1-18个碳的烃基；和
(C)0-20摩尔百分比的量的水溶性单体，选自丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、烷基或二烷基丙烯酰胺或烷基或二烷基甲基丙烯酰胺、聚氧化烯丙烯酸酯、聚氧化烯甲基丙烯酸酯和聚氧化烯醚。
单体组分(A)可以选自，例如，二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)、2-丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(AETAC)、2-甲基丙烯酰氧基乙基三甲基氯化铵(METAC)、丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(APTMAC)、甲基丙烯酰胺基丙基三甲基氯化铵(MPTMAC)、季铵化的N-乙烯基吡啶、季铵化的2-乙烯基吡啶、季铵化的4-乙烯基吡啶。
如上面提到的关于第一种单体组分，X可以代表卤化物、类卤化物或硫酸盐。优选的卤化物是氯化物和溴化物。类卤化物为与卤化物分享共同结构和电子特征的阴离子。实例包括氰化物、硫氰酸盐、叠氮硫代碳酸盐、硒氰酸盐、碲氰酸盐、氰酸盐、叠氮化物和它们的结构异构体。
单体组分(B)可以选自，例如，丙烯腈、甲基丙烯腈、醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、特戊酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、甲基丙烯酸乙烯酯、月桂酸乙烯酯、癸酸乙烯酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、3-甲基苯乙烯、4-甲基苯乙烯、4-叔丁基苯乙烯、2，4-二甲基苯乙烯、2，4，6-三甲基苯乙烯、乙烯基乙基醚、乙烯基丙基醚、乙烯基丁基醚、乙烯基异辛基醚、乙烯基2-乙基己基醚、乙烯基十二烷基醚、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸异癸酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、N-十二垸基(甲基)丙烯酰胺、N-叔辛基(甲基)丙烯酰胺和N-1-己基(甲基)丙烯酰胺。
单体组分(C)可以选自，例如，丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、N-甲基丙烯酰胺、N-甲基甲基丙烯酰胺、N-羟甲基丙烯酰胺、N-羟甲基甲基丙烯酰胺、N异丙基丙烯酰胺、N，N-二甲基丙烯酰胺、N，N-二甲基甲基丙烯酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、2-乙烯基吡啶、4-乙烯基吡啶、N-乙烯基吡啶、聚氧化烯丙烯酸酯、聚氧化烯甲基丙烯酸酯和聚氧化烯醚。
在本发明优选的实施方案中，单体组分(A)与单体组分(B)的摩尔比(A：B)为0.60：0.40至0.98：0.02；和更优选地，摩尔比(A：B)为0.75：0.25至0.95：0.05。
在其他优选的实施方案中，上述聚合物的R7和R8为-CH3；和所述聚合物的R9和R10为氢。
在其他优选的实施方案中，Z1为氧和Y1为-CH2CH2-。
在又进一步的实施方案中，Z1为-NH-和Y1为-CH2CH2CH2-。
在本发明其他的实施方案中，上述聚合物可以含有两种或更多种全部由第一单体(A)结构表示的单体组分。在本发明其他的实施方案中，所述聚合物可以含有两种或更多种全部由第二单体(B)结构表示的单体组分。
在本发明优选的实施方案中，所述聚合物在30重量％水溶液中在20℃下具有5-500厘泊(下文中记为“cps”)的Brookfield粘度；和更优选地，该聚合物在30重量％水溶液中在20℃下具有10-200cps的Brookfield粘度。
优选地，在本发明的方法和组合物中，引入粘土中的聚合物的量为5重量％-40重量％，和更优选8重量％-20重量％，基于要处理的粘土的重量计。
在本发明的一个示例性方法中，由聚合物处理的砂可以然后与用于制备混凝土、灰浆或沥青的组分结合。本发明也涉及含有砂、粘土和上述聚合物的混凝土、灰浆或沥青。该聚合物通过在采石场或矿山，或在混凝土混合车间中施加至含粘土骨料中来引入砂中，在此处该骨料与水泥结合以形成可水合灰浆或混凝土。在水泥粘结剂被添加至干的或湿的灰浆或混凝土中之前，该聚合物可以在混凝土混合车间引入骨料中。
因此，本发明也提供含有上述聚合物的化学掺加物和含有疏水性改性的阳离子聚合物的骨料组合物、水泥基组合物和混凝土组合物。可以预期常规的化学掺加物可以与上述聚合物一起使用在本发明的示例性方法、掺加物组合物、水泥基组合物、骨料组合物和混凝土组合物中。这种常规掺加物可以包括，例如，木质素磺酸盐、萘磺酸盐甲醛缩合物(NSFC)、三聚氰胺磺酸盐甲醛缩合物(MSFC)、聚羧酸盐聚合物水泥分散剂(例如上述的氧化乙烯／氧化丙烯(EO／PO)型)、葡萄糖酸盐、缓凝剂、促凝剂、消泡剂、携气剂、表面活性剂或它们的混合物。
因此，本发明也提供包含上面提到的聚合物与至少一种常规掺加物，例如减水掺加物(例如超增塑剂)、消泡剂、携气剂、表面活性剂或它们的混合物相结合的化学掺加物组合物。
本发明的示例性的水泥和水泥基组合物、骨料组合物和混凝土组合物包含源自上述单体组分(A)、(B)和任选的(C)的疏水性改性的阳离子聚合物。因此，本发明示例性的水泥基组合物包含至少一种与上述用于处理粘土的聚合物相结合的可水合水泥粘结剂，和任选地含有需要进行本文所述处理的粘土的骨料。本发明的示例性的骨料组合物包含与上述疏水性改性的阳离子聚合物相结合的砂骨料。该砂骨料可以包含需要通过上述疏水性改性的阳离子聚合物处理的粘土，或其可以添加至含有需要所述处理的粘土的砂骨料中。本发明示例性的混凝土组合物包含骨料，该骨料含有需要处理的粘土、水泥和上述疏水性改性的阳离子聚合物。
尽管本发明在本文中使用有限数量的实施方案来描述，但是并意欲这些具体实施方案如本文中其他所描述和要求保护的一样限定本发明的范围。存在从所述实施方案进行的修改和变化。更具体地，下列实施例作为要求保护的本发明的实施方案的具体示例而给出。应理解本发明并不限定在实施例中提出的具体细节中。实施例中和在说明书的其他部分中的所有份数和百分数，除非另有指明，否则均是重量百分数。
实施例1
将二烯丙基二甲基氯化铵(DADMAC)单体水溶液(78.8g，65％活性)、正丙醇(40ml)和蒸馏水(50ml)转移进装配有冷凝器、机械搅拌器、热电偶和氮气入口的500ml烧瓶中。该系统用氮气吹扫以除去空气，并且该溶液温度升至70℃。向烧瓶中，将55g的DADMAC单体水溶液(65％活性成分)，1ml3-巯基丙酸溶液和11g丙烯酸2-乙基己基酯(2-EHA，11g)在49ml正丙醇中的溶液，和40ml过硫酸铵(9.12g)水溶液这三种溶液经8小时的时间同时添加进烧瓶中。在添加之后，反应保持在70℃下12小时，然后通过冷却至环境温度来终止。得到的材料被称为聚合物A。
使用相同的程序，合成下列聚合物并汇总在表1中。
表1
通过描述在实施例1中的程序合成的阳离子聚合物
a)2-EHA：丙烯酸2-乙基己基酯；t-BA：丙烯酸叔丁酯；BMA，甲基丙烯酸正丁酯；MMA：甲基丙烯酸甲酯。
b)在30重量％的溶液中，20℃下使用S61转子(spindle)在DV-II+型号Brookfield粘度计上测量Brookfield粘度。
实施例2
另一种示例性的聚合物(聚合物H)合成如下。将脱气水(50ml)和正丙醇(50ml)添加到装配有冷凝器、机械搅拌器、热电偶和氮气入口的500ml烧瓶中。然后该系统用氮气吹扫并且加热至70℃。向烧瓶中，将112.5g的2-(甲基丙烯酰氧基)乙基三甲基氯化铵(METAC)单体水溶液(80重量％活性或分)，1ml3-巯基丙酸和10g丙烯酸叔丁酯(t-BA)在50ml正丙醇中的溶液和40ml过硫酸铵(7.77g)水溶液这三种溶液经8小时的时间同时添加进烧瓶中。在添加之后，反应保持在70℃下12小时，然后通过冷却至环境温度来终止。得到的材料被称为聚合物H。
使用上述工艺，合成下列聚合物并汇总在表2中。
表2
通过描述在实施例2中的程序合成的阳离子聚合物
METAC(重量％) t-BA(重量％) Brookfield粘度a)
聚合物H 90 10 26
聚合物I 95 5 22
对照-2 100 0 15
b)在30重量％的溶液中，20℃下使用S61转子在DV-II+型号Brookfield粘度计上测量Brookfield粘度。
实施例3
相对于对照-1测试聚合物A，B，C，D和E对灰浆可加工性的影响，对照-1是使用相同程序合成的DADMAC的均聚物。该灰浆测试结果显示在表2中。以常规方法制备灰浆并且按如下配制成10重量％处理剂量：砂(1350g)，水泥(650g)，钠蒙脱石(2.7g)，水(240g)，聚羧酸盐超增塑剂(以水泥重量计的0.12％活性成分)的1.95g的40重量％水溶液和2.7g的10重量％本发明的聚合物水溶液。该本发明的聚合物水溶液添加至钠蒙脱石和砂的预共混物中，接着添加水泥水和聚羧酸盐超增塑剂。灰浆的可加工性通过测量坍落度和流动度来确定，并且通过下述等式计算，可加工性＝坍落度+(流动度1+流动度2)／2-100。
表3
灰浆可加工性测试
钠蒙脱石重量％ w／c比率 可加工性(mm)
聚合物A 10 0.37 215
聚合物B 10 0.37 181
聚合物C 10 0.37 178
聚合物D 10 0.37 190
聚合物E 10 0.37 198
对照-1 10 0.37 178
聚合物A 25 0.36 208
聚合物B 25 0.36 227
聚合物C 25 0.36 209
聚合物D 25 0.36 241
聚合物E 25 0.36 231
对照-1 25 0.36 190
如表3所示，在相同的w／c比率和聚合物剂量下，该疏水性改性的聚合物A，B，C，D和E与未改性的聚合物(对照-1)相比表现出更高的可加工性，显示了这些材料作为粘土缓解剂的有效性。
实施例4
聚合物F和G的性能通过灰浆测试来评价。应用实施例3的测试程序，除了可加工性作为时间的函数测量。含有聚合物的灰浆的灰浆可加工性能结果汇总在下表4中。
表4
灰浆可加工性测试
表4中的结果表明本发明的聚合物明显增强了灰浆的可加工性保持时间。
实施例5
按照实施例3所描述的测试程序、通过灰浆测试来评价聚合物I相对于对照-2的性能，除了本发明的聚合物以基于钠蒙脱石的重量计的15重量％使用。灰浆可加工性能的结果示于下表5中。
表5
灰浆可加工性测试
如表5所示，疏水性单体的引入被认为增强了灰浆的可加工性。
实施例6
相对于对照-1测试聚合物B和D对混凝土坍落度的影响，对照-1是DADMAC的均聚物。
以如下的常规方法制备混凝土：砂(1374lb／yd3)，石(1800lb／yd3)，水泥X(普通波特兰水泥，658lb／yd3)，水(基于水泥计的42重量％)，钠蒙脱石(2.75lb／yd3)，聚羧酸盐超增塑剂(以水泥重量计的0.135％活性成分)和本发明的聚合物添加成基于钠蒙脱石的重量计的30重量％活性成分。砂与钠蒙脱石共混，然后在混合成混凝土之前与阳离子聚合物混合。含有聚合物的砂的性能如下表6所示。
表6
混凝土坍落度测试
如表6所示，在提供更高的初始坍落度和更高的随时间的坍落度方面，聚合物B和D都胜过对照-1。
实施例7
使用不同的水泥相对于对照-1评价聚合物B和D对混凝土坍落度和坍落度保持时间的影响。应用实施例6的测试程序，除了水泥X替换为水泥Y，水泥Y也是OPC。
表7
混凝土坍落度测试
表7显示的聚合物B和D的更高的坍落度确认了本发明聚合物作为粘土缓解剂的有效性。
实施例8
使用实施例6的测试程序和OPC水泥Z测试相对于对照-2的聚合物H对混凝土坍落度的影响，对照-2是METAC的均聚物。混凝土坍落度测试结果显示在表8中。
表8
混凝土坍落度测试
如表8所示，尽管聚合物H和对照-2的初始坍落度有可比性，但是聚合物G能够比对照-2保持更高的随时间坍落度，显示了其作为粘土缓解剂的有效性。
上述实施例和实施方案只是为了示例目的存在，而不是意在限定本发明的范围。

Claims (17)

1.至少一种通过如下单体组分（A）、（B）和任选（C）共聚获得的共聚物在处理用在建筑材料中的含粘土骨料的方法中以改进不要求增加水的可加工性和减少洗涤和处理粘土所需的劳动中的用途，所述方法包括：
以基于处理过的粘土重量计的3%-60%的量，将至少一种通过如下单体组分（A）、（B）和任选（C）共聚获得的共聚物引入含粘土砂骨料中：
（A）60-98摩尔百分比的量的阳离子单体，选自季铵化的乙烯基吡啶或下述结构代表的其他阳离子单体：
                                                 
其中
R1、R2和R3各自独立地表示氢、-CH3或-COOH；
R4、R5、R6、R7和R8各自独立地表示C1-C4烷基；
R9和R10各自独立地表示氢或-CH3；
Z1表示-O-或-NH-；
Y1表示-CH2CH(OH)CH2-或C1-C6烷基；和
X表示卤化物、类卤化物或硫酸盐；
（B）2-40摩尔百分比的量的疏水性的、基本上不溶于水的单体，选自醋酸乙烯酯，苯乙烯和其衍生物，式CH2=CH-O-R11的乙烯基醚，其中R11为直链或支链的饱和或不饱和的1-12个碳的烃基，式H2C=CR12-CO-Z2-R13的酯，其中R12为氢或C1至C3烷基，Z2为-O-，和R13为直链或支链的饱和或不饱和的具有1-18个碳的烃基；和
（C）0-20摩尔百分比的量的水溶性单体，选自丙烯酰胺，甲基丙烯酰胺，烷基或二烷基丙烯酰胺或烷基或二烷基甲基丙烯酰胺，聚氧化烯丙烯酸酯，聚氧化烯甲基丙烯酸酯，和聚氧化烯醚。
2.权利要求1的用途，其中所述共聚物具有1,000-100,000的分子量。
3.权利要求2的用途，其中所述共聚物具有2,000-60,000的分子量。
4.权利要求3的用途，其中所述共聚物具有5,000-50,000的分子量。
5.权利要求1的用途，其中所述第一单体组分（A）与所述第二单体组分（B）的摩尔比（A:B）为0.80:0.20至0.98:0.02。
6.权利要求1的用途，其中R7和R8各自为-CH3基团，和R9和R10各自为氢。
7.权利要求1的用途，其中Z1为氧和Y1为-CH2CH2-。
8.权利要求1的用途，其中所述共聚物具有两种或更多种由所述第一单体组分（A）的所述结构代表的单体组分。
9.权利要求1的用途，其中所述共聚物具有两种或更多种由所述单体组分（B）的所述结构代表的单体组分。
10.权利要求1的用途，其中引入所述粘土的所述共聚物的量为基于粘土重量计的5重量%-40重量%。
11.权利要求16的用途，其中引入所述粘土的所述共聚物的量为基于粘土重量计的8重量%-20重量%。
12.权利要求1的用途，其中所述共聚物独自地引入所述粘土，然后添加减水掺加物。
13.权利要求1的用途，其中所述共聚物与减水掺加物一起引入所述粘土。
14.权利要求13的用途，其中所述减水掺加物为EO/PO聚羧酸盐超增塑剂。
15.权利要求1的用途，其中所述共聚物与葡萄糖酸盐和/或EO/PO聚合物一起引入所述粘土。
16.权利要求1的用途，其中引入含粘土砂骨料的共聚物进一步包含单体组分(C)。
17.混凝土，其由前述权利要求任一项所定义的方法制备得到的含粘土骨料获得。
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