CN112479619A - 生物聚合物水泥添加剂 - Google Patents
生物聚合物水泥添加剂 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112479619A CN112479619A CN202010777547.8A CN202010777547A CN112479619A CN 112479619 A CN112479619 A CN 112479619A CN 202010777547 A CN202010777547 A CN 202010777547A CN 112479619 A CN112479619 A CN 112479619A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cement
- biopolymer
- sand
- gravel
- weight
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004568 cement Substances 0.000 title claims abstract description 155
- 229920001222 biopolymer Polymers 0.000 title claims abstract description 106
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims abstract description 73
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 99
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims abstract description 68
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims abstract description 48
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims abstract description 41
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 67
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims description 61
- 229910001868 water Inorganic materials 0.000 claims description 58
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 53
- XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N Melanin Chemical compound O=C1C(=O)C(C2=CNC3=C(C(C(=O)C4=C32)=O)C)=C2C4=CNC2=C1C XUMBMVFBXHLACL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229920002498 Beta-glucan Polymers 0.000 claims description 20
- 229910052901 montmorillonite Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000002734 clay mineral Substances 0.000 claims description 18
- FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N (2s,3r,4s,5s,6r)-2-[(2r,4r,5r,6s)-4,5-dihydroxy-2-(hydroxymethyl)-6-[(2r,4r,5r,6s)-4,5,6-trihydroxy-2-(hydroxymethyl)oxan-3-yl]oxyoxan-3-yl]oxy-6-(hydroxymethyl)oxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1[C@@H](CO)O[C@@H](OC2[C@H](O[C@H](O)[C@H](O)[C@H]2O)CO)[C@H](O)[C@H]1O FYGDTMLNYKFZSV-URKRLVJHSA-N 0.000 claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 16
- 229910052902 vermiculite Inorganic materials 0.000 claims description 14
- GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dioxosilane;oxygen(2-);hydrate Chemical compound O.[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Si]=O GUJOJGAPFQRJSV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 241000223651 Aureobasidium Species 0.000 claims description 12
- 239000012669 liquid formulation Substances 0.000 claims description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 10
- 241000233866 Fungi Species 0.000 claims description 8
- 239000000454 talc Substances 0.000 claims description 8
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000010455 vermiculite Substances 0.000 claims description 8
- 235000019354 vermiculite Nutrition 0.000 claims description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 229910019487 (Mg, Al)2Si4O10 Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000004113 Sepiolite Substances 0.000 claims description 6
- HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N aluminum;trihydroxy(trihydroxysilyloxy)silane;hydrate Chemical compound O.[Al].[Al].O[Si](O)(O)O[Si](O)(O)O HPTYUNKZVDYXLP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229960000892 attapulgite Drugs 0.000 claims description 6
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 6
- 229910052621 halloysite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 claims description 6
- 229910052900 illite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052622 kaolinite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L nonaaluminum;magnesium;tripotassium;1,3-dioxido-2,4,5-trioxa-1,3-disilabicyclo[1.1.1]pentane;iron(2+);oxygen(2-);fluoride;hydroxide Chemical compound [OH-].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[F-].[Mg+2].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[Al+3].[K+].[K+].[K+].[Fe+2].O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2.O1[Si]2([O-])O[Si]1([O-])O2 VGIBGUSAECPPNB-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 6
- 229910052625 palygorskite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052615 phyllosilicate Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052903 pyrophyllite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 229910052624 sepiolite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 235000019355 sepiolite Nutrition 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 5
- 239000011397 non-hydraulic cement Substances 0.000 claims description 5
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 claims description 4
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 claims description 2
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 150000008044 alkali metal hydroxides Chemical class 0.000 claims description 2
- 229910001860 alkaline earth metal hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 2
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 2
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims description 2
- XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L lithium carbonate Chemical compound [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910052808 lithium carbonate Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 claims description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 claims description 2
- UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D pentazinc;dicarbonate;hexahydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O UOURRHZRLGCVDA-UHFFFAOYSA-D 0.000 claims description 2
- 239000010451 perlite Substances 0.000 claims description 2
- 235000019362 perlite Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000008262 pumice Substances 0.000 claims description 2
- 239000010453 quartz Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 claims description 2
- UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L zinc hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Zn+2] UGZADUVQMDAIAO-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 229910021511 zinc hydroxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 229940007718 zinc hydroxide Drugs 0.000 claims description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims description 2
- CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J kaolinite Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[OH-].[Al+3].[Al+3].[O-][Si](=O)O[Si]([O-])=O CYPPCCJJKNISFK-UHFFFAOYSA-J 0.000 claims 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 9
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 15
- 239000000047 product Substances 0.000 description 15
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 11
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 10
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- 229910000275 saponite Inorganic materials 0.000 description 5
- 241000223259 Trichoderma Species 0.000 description 4
- 241000588901 Zymomonas Species 0.000 description 4
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 4
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 4
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 4
- -1 β -D-glucose polysaccharide Chemical class 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 238000000855 fermentation Methods 0.000 description 3
- 230000004151 fermentation Effects 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- GNHOJBNSNUXZQA-UHFFFAOYSA-J potassium aluminium sulfate dodecahydrate Chemical compound O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.O.[Al+3].[K+].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O GNHOJBNSNUXZQA-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 241000223678 Aureobasidium pullulans Species 0.000 description 2
- 241000222120 Candida <Saccharomycetales> Species 0.000 description 2
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000222290 Cladosporium Species 0.000 description 2
- 241000204849 Hormonema Species 0.000 description 2
- 235000011126 aluminium potassium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 229940050271 potassium alum Drugs 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 2
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 1
- 241001478240 Coccus Species 0.000 description 1
- 241000221997 Exobasidium Species 0.000 description 1
- 241000544912 Melanoides Species 0.000 description 1
- 241000589517 Pseudomonas aeruginosa Species 0.000 description 1
- 241000191940 Staphylococcus Species 0.000 description 1
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 1
- 241000006364 Torula Species 0.000 description 1
- 235000009392 Vitis Nutrition 0.000 description 1
- 241000219095 Vitis Species 0.000 description 1
- 239000011449 brick Substances 0.000 description 1
- 239000004566 building material Substances 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000378 calcium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052918 calcium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N calcium;dioxido(oxo)silane Chemical compound [Ca+2].[O-][Si]([O-])=O OYACROKNLOSFPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 239000013043 chemical agent Substances 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 description 1
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 239000011413 geopolymer cement Substances 0.000 description 1
- 229920003041 geopolymer cement Polymers 0.000 description 1
- 150000004677 hydrates Chemical class 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000036564 melanin content Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 230000009972 noncorrosive effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 description 1
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000012797 qualification Methods 0.000 description 1
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 1
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 1
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 1
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/10—Carbohydrates or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/38—Polysaccharides or derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/10—Clay
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B22/00—Use of inorganic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. accelerators, shrinkage compensating agents
- C04B22/08—Acids or salts thereof
- C04B22/14—Acids or salts thereof containing sulfur in the anion, e.g. sulfides
- C04B22/142—Sulfates
- C04B22/148—Aluminium-sulfate
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/12—Nitrogen containing compounds organic derivatives of hydrazine
- C04B24/14—Peptides; Proteins; Derivatives thereof
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
- C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)
- Materials For Medical Uses (AREA)
Abstract
本发明涉及一种生物聚合物水泥添加剂、含有所述添加剂的生物聚合物水泥组合物、所述添加剂用于生产砂浆或混凝土的用途、和用于制备实施所述生物聚合物水泥添加剂的混凝土或砂浆的方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种生物聚合物水泥添加剂、含有所述添加剂的生物聚合物水泥组合物、所述添加剂用于生产砂浆或混凝土的用途、和用于制备实施生物聚合物水泥添加剂的混凝土或砂浆的方法。
背景技术
水泥是一种历史悠久的建筑材料，并且数百年来用于制备砂浆和混凝土。几十年来，水泥、沙子(和/或砾石)和水的简单混合物的处理和固化特性对大多数建筑和建设项目而言是足够的。然而，随着增长的建筑技术多样性和全球适用性要求，这一点自上世纪末已发生了巨大变化。自此，业界一直希望改进砂浆和混凝土组合物，以提高终端用户的特定性能要求。例如EP 2882804描述一种可再分散的聚合物粉末的组合物和含有所述可再分散的聚合物粉末的水泥的干混制剂，其允许更长的快速开放时间以增加新鲜水泥混合物的工作时间。
例如，在许多现代和大规模应用中，重要的是利用一种高流动混凝土/砂浆混合物，以促进混凝土/砂浆甚至在较长的距离和高度的泵送、分布和应用。然而，一旦混凝土/砂浆被施用，期望快速恢复高粘度以保证材料的优异稳定性、均匀分布和分散。此外，混凝土/砂浆混合物的高均匀性有利于实现最终硬化产品的高品质标准。
同时，期望维持当前和官方认证的混凝土和水泥制剂的特性。这对于降低产品成本非常重要，因为产品特性发生了巨大变化而可能需要进行大量测试并获得新的资质以确认仍符合工业标准。
此外，随着对可持续性和所谓“绿色”化合物的需求不断增加，重要的是使用的任何新添加剂都应不含污染物并基于可再生资源。还另一方面是必须在混凝土或砂浆混合物中使用最少量的水，因为一方面水在许多国家是宝贵的资源，另一方面在与水泥的化学反应中未使用的任何水必须通过干燥去除。这不仅使整个过程更加昂贵，而且由于形成使其易于风化并对稳定性产生负面影响的较大孔从而降低了最终混凝土产品的品质。
因此，本发明的发明人将自己的任务设定为提供一种添加剂，其允许以最小量的水泵送和施用新鲜的(含水的)混凝土或砂浆混合物，但同时不会在施用所述混合物的过程中或之后负面影响稳定性。此外，该添加剂应该是可再生资源，不含任何负面影响环境和健康的化合物。此外，最终干燥的混凝土或砂浆产品的特征仍应满足所要求的工业标准，例如抗压强度。
发明内容
本发明的发明人已通过提供以下技术解决了这些任务：
一种生物聚合物水泥添加剂，其在与混凝土或砂浆产品混合时允许至少20％的铺展量增加率，所述添加剂包含β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.1至5.0百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布。
本发明的生物聚合物水泥添加剂(以下也称为“本发明的添加剂”)允许新鲜的(含水的)混凝土或砂浆产品的优异分散和分布，因为其不仅允许控制产品的流动，还允许控制产品的离析和沉降。这在将本发明的添加剂用于高度流动和技术要求的体系、例如自密实混凝土或自充填混凝土、以及自流平砂浆和浆液时是特别有利的。
此外，本发明的添加剂可以灵活地以干形式使用，例如作为已经包含在干水泥混合物中的粉末，或定制优化地混合至混凝土或砂浆，因为其容易地在混凝土混合物中的水中再水化，发展出假塑性流变性和高的低剪切速率粘度、以及优异的悬浮特性。此外，由于最终混凝土混合物中的使用量非常低，为约0.001重量％，因此本发明的添加剂可以以易于配量的液体制剂形式提供并施用。
附图说明
图1示出在实施例1的过程中测量的振荡前铺展量和振荡后铺展量。
图2示出在实施例1的过程中测量的铺展量增加率。
具体实施方式
在本发明中，术语“生物聚合物水泥添加剂”应理解为任何合适为添加剂的生物聚合物组合物，其在与混凝土或砂浆产品混合时允许至少20％的铺展量增加率，并包含β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.5至5.0百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布。
在本发明中，术语“β-葡聚糖”应理解为是指任何特征在于形成具有1-3个β-糖苷键的线性骨架的β-D-葡萄糖多糖。根据本发明，此外，β-葡聚糖必须具有最大值为0.1至5.0百万道尔顿(MegaDalton)、或0.5至3.5百万道尔顿(MegaDalton)、或1.0至2.0百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布。
在本发明的一个示例性实施方案中，β-葡聚糖具有由常数b描述的剪切稀化行为，其中b是两对值x1/y1和x2/y2之间的梯度，其中x是0.1-100s-1范围内的剪切速率[s-1]，且y是β-葡聚糖在20℃至80℃的温度和0.05至0.5重量％的浓度下在给定剪切速率下的动态粘度[mPas]。常数b可以通过式b＝-((lg(y1/y2)/(lg(x1/x2))描述。在一个进一步合适但示例性的实施方案中，b选自0.65至1.05的范围。在另一示例性的实施方案中，b选自0.7至1.0的范围。在另一示例性的实施方案中，b选自0.75至0.9的范围。
EP 2018165787中定义了特别适合于本发明的β-葡聚糖，其通过引用并入本文。
根据本发明的一种特别合适的实施方案，β-葡聚糖已经由属于短梗霉属的真菌产生，如出芽短梗霉(也被称为橄榄短梗霉，Aureobasidium oleae)、苹果绿假单胞菌(Azymocandida malicola)、苹果假丝酵母(Candida malicola)、出芽枝孢菌(Cladosporium pullulans)、出芽暗色孢菌(Dematium pullulans)、葡萄外担菌(Exobasidium vitis)球菌、Hormonema oleae、Hormonema pullulans、发酵芽霉菌(Pullularia fermentans)、发酵芽霉菌schoenii变体(Pullularia fermentansvar.schoenii)、出芽芽霉菌(Pullularia pullulans)、橄榄圆酵母(Torula oleae)、或Torula schoenii。所有这些都应理解为同义词。
在本发明中，术语“铺展量增加率”由下述式确定：
铺展量增加率＝[(振荡后铺展量-振荡前铺展量)/(振荡前铺展量)]×100。
因此，铺展量增加率的参数是显示水泥或砂浆产品存在两个重要特征的度量，亦即，没有施加任何剪切力的稳定性和施加剪切力(例如通过泵送)后即出现的粘度增加，这导致了与现有技术相比的上述优点。因此，“铺展量”如以下实施例部分中定义那样来测量。参数“振荡前铺展量”定义了添加剂的稳定作用，其提供防沉降作用、更低的不期望的泡沫形成倾向、以及显著改善的自密实行为。而两个测量值的高差值“振荡后铺展量-振荡前铺展量”显示了在泵送时改善的可加工性、降低的堵塞倾向、和减少的能量消耗。在上述列出的式中组合的这些参数产生了被称为铺展量增加率的整体性能。在本发明内，铺展量增加率为至少20％，其中20％至60％、或22％至50％、或25％至48％、或30％至45％的铺展量增加率也在本发明的范围内。
在本发明内，术语“水泥”是指可用于将诸如沙子、石头和/或砾石的其他物质结合在一起的任何物质，并且是本领域技术人员公知的。对于本领域技术人员而言，特别适合于本发明的水泥类型是地质聚合物水泥和波特兰水泥。水泥与细骨料(aggregate)混合产生用于砖砌的砂浆，或者与沙子和砾石混合产生混凝土。特别适合于本发明的水泥是无机物质，其中基于石灰或硅酸钙的无机物质是特别合适的，并且可以分为非水硬性和水硬性水泥。
非水硬性水泥不会在潮湿条件下或在水条件下固化，而是在干燥过程中并在与二氧化碳的反应下固化。其在固化后抗化学试剂腐蚀。
水硬性水泥(例如波特兰水泥)由于干成分与水之间的化学反应而固化。所述化学反应产生矿物水合物，其不是非常水溶性的，并且因此在水中非常耐用并且不受化学腐蚀。这允许在潮湿条件下或在水下进行固化，并进一步保护硬化材料免受化学腐蚀。
根据本发明，术语“混凝土”是本领域技术人员公知的，并且应理解为沙子、水泥和水、以及碎石或砾石的混合物。
根据本发明，术语“砂浆”是本领域技术人员公知的，并且应理解为水、沙子和水泥的浓稠混合物。所述水用于将水泥水合并将混合物保持在一起。砂浆中的水与水泥比例比混凝土中更高，以形成其粘结元素。在混合时，其是比混凝土浓稠得多的物质。
在本发明的一个特别合适的实施方案中，生物聚合物水泥添加剂是干组合物，并且还含有10至80重量％的黑色素，其中12至75重量％、15至65重量％、和20至50重量％的量也是合适的。术语“黑色素”是本领域技术人员公知的。在本发明中，术语“黑色素”包括可以被分类为真黑色素(eumelanin)、类黑色素(pheomelanin)或神经黑色素(neuromelanin)的任何化合物。特别适合于本发明的黑色素可以通过化学式C18H10N2O4的黑色素的来定义。
在本发明的另一个替代实施方案中，生物聚合物水泥添加剂是液体制剂，其含有85至99.9重量％的水和0.1至15重量％的上述β-葡聚糖。还合适的液体制剂含有88至99.9重量％、90至99重量％、或92至98重量％的水、以及0.1至12重量％、0.5至5重量％、或1至3重量％的上述β-葡聚糖。特别合适的液体制剂含有90至99.9重量％的水和0.1至10重量％的上述β-葡聚糖。
在一个特别合适的实施方案中，液体制剂还含有0.05至30g/l的黑色素，其中0.05至15g/l、0.07至7g/l、或0.1至6g/l的黑色素含量也是合适的。
在另一个特别合适的实施方案中，液体制剂的pH值选自pH 2至pH 8的范围，其中3.5至6、或4至5.5的pH也是合适的。
在另一个特别合适的实施方案中，液体制剂还含有浓度为1至100mmol的选自Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+和Mn2+中的一种或多种金属离子，其中1至90mmol、5至89mmol、5至85mmol、或10至80mmol的浓度也是合适的。
在另一个特别合适的实施方案中，液体制剂包含发酵培养基的上清液或由其组成。特别合适的上清液是由至少一种丝状真菌(例如属于木霉属(Trichoderma)或短梗霉属(Aureobasidium)的真菌)发酵的培养基。
在另一方面，本发明涉及一种生物聚合物水泥组合物，其含有如前定义的干形式的生物聚合物水泥添加剂。
在本发明的一个特别合适的实施方案中，生物聚合物水泥组合物还含有20mg至500mg KAl(SO4)2x12H2O，其中30至400mg、40至350mg、和50至300mg也是合适的。在本发明的另一个特别合适的实施方案中，生物聚合物水泥组合物含有0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对生物聚合物水泥组合物重量)的KAl(SO4)2x12H2O，其中0.01至0.2重量％或0.015至0.1重量％也是合适的。
在本发明的生物聚合物水泥组合物的一个特别合适的实施方案中，水泥是水硬性或非水硬性水泥，其中波特兰水泥甚至更合适。
在生物聚合物水泥组合物的其他合适的实施方案中，组合物还含有选自以下的至少一种组分：填料、如硅砂、石英砂、石英粉、碳酸钙、白云石、硅酸铝、滑石或云母；或轻质填料、如浮石、泡沫玻璃、加气混凝土、珍珠岩、或蛭石；碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物、如氧化锌、氢氧化锌和碱式碳酸锌；早强剂(accelrator)、如碳酸锂或酒石酸；消泡剂；液化剂；分散剂；或它们的混合物。合适的填料量选自0.1至20重量％(填料重量对水泥重量)、或0.5至10重量％的范围。
在本发明的生物聚合物水泥组合物的一个特别合适的实施方案中，生物聚合物水泥组合物含有0.0005至0.1重量％的如上述定义的生物聚合物水泥添加剂，其中，0.001至0.1重量％、0.005至0.1重量、0.005至0.2重量％、0.009至0.25重量％、或0.01至0.35重量％也是合适的。
在本发明的生物聚合物水泥组合物的另一个特别合适的实施方案中，组合物含有0.0005至5重量％的粘土矿物，其中，0.001至4重量％、0.005至3重量％、0.009至2.5重量％、0.01至2.0重量％、或0.05至1.8重量％也是合适的。
在本发明的生物聚合物水泥组合物的另一个特别合适的实施方案中，组合物含有0.0005至0.005重量％的如上定义的生物聚合物水泥添加剂、以及0.0005至0.005重量％的粘土矿物，所述粘土矿物选自片状硅酸盐、如蒙脱石、如膨润土、皂石或蒙脱石，它们特别合适地选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)和它们的混合物。因此，特别合适的是，生物聚合物水泥添加剂的浓度与粘土矿物的浓度之比选自1:9至9:1的范围，并且其中生物聚合物水泥添加剂和粘土矿物在生物聚合物水泥组合物中的总浓度为0.0005重量％至0.1重量％。进一步合适的比例为1:8至8:1，并且生物聚合物水泥添加剂和粘土矿物在生物聚合物水泥组合物中的总浓度进一步为0.0008重量％至0.5重量％、或0.001至0.25重量％。
在另一方面中，本发明涉及一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石，其中100至800kg、或200至750kg也是合适的；
(b)添加2.5至40重量％(水泥的重量对沙子和/或砾石的重量)的水泥至所述沙子和/或砾石，其中2.5至20重量％、或5至15重量％也是合适的；
(c)添加3至20重量％(水的重量对沙子和/或砾石和水泥的总重量)的水至所述沙子和/或砾石、和水泥，其中3至15重量％、或5至12重量％也是合适的；
(d)添加0.001至0.1重量％(生物聚合物的重量对水、沙子和/或砾石和水泥的总重量)的如上述定义的液体形式的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、水泥和水，其中0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％、或0.01至0.25重量％也是合适的；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间，其中5分钟至4小时、10分钟至3小时、或15分钟至2小时也是合适的。
在一个特别合适的实施方案中，在实施步骤(c)之前或之后但在步骤(a)之后，将0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O添加至所述混合物，其中特别适合在步骤(c)之前但在步骤(b)之后添加所述KAl(SO4)2x12H2O。在另一个合适的实施方案中，可以将所述0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％的浓度(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)，其中0.05至0.3重量％、或0.1至0.25重量％的浓度也是合适的。
在另一方面中，本发明涉及一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石，其中100至800kg、或200至750kg也是合适的；
(b)添加2.5至40重量％的如上述定义的生物聚合物水泥组合物至所述沙子和/或砾石，其中2.5至20重量％、或5至15重量％也是合适的；
(c)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、和生物聚合物水泥组合物，其中3至15重量％、或5至12重量％也是合适的；
(d)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时。
在一个特别合适的实施方案中，0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O已经包含在所述生物聚合物水泥组合物中，或替代地在实施步骤(c)之前或之后但在步骤(a)之后添加至所述混合物，其中特别适合在步骤(c)之前但在步骤(b)之后添加所述KAl(SO4)2x12H2O。在另一个合适的实施方案中，可以将所述0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％的浓度(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)，其中0.05至0.3重量％、或0.1至0.25重量％的浓度也是合适的。
在另一方面中，本发明涉及一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石，其中100至800kg、或200至750kg也是合适的；
(b)添加2.5至40重量％的水泥至所述沙子和/或砾石，其中2.5至20重量％、或5至15重量％也是合适的；
(c)添加0.00001至0.001重量％的如上述定义的干形式的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、和水泥，其中0.001至0.5重量％、0.005至0.5重量％、或0.01至0.25重量％也是合适的；
(d)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、水泥和生物聚合物水泥添加剂，其中3至15重量％、或5至12重量％也是合适的；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间。
在一个特别合适的实施方案中，在实施步骤(d)之前或之后但在步骤(a)之后，将0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O添加至所述混合物，其中特别适合在步骤(d)之前但在步骤(c)之后添加所述KAl(SO4)2x12H2O。在另一个合适的实施方案中，可以将所述0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％的浓度(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)，其中0.05至0.3重量％、或0.1至0.25重量％的浓度也是合适的。
在一个进一步的方面中，本发明涉及如上述定义的生物聚合物水泥添加剂用于生产生物聚合物水泥组合物或生产混凝土或砂浆的用途。
在下文中，描述了本发明方法的特别优选的实施方案，这些实施方案在任何方面都不应理解为限制本发明。应当理解，与以下特别优选的实施方案无关，如前所定义的特征的任何组合都在本发明的范围内。
特别优选的实施方案1
一种生物聚合物水泥添加剂，其在与混凝土或砂浆产品混合时允许至少20％的铺展量增加率，所述添加剂包含β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.5至3.5百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布，其中所述β-葡聚糖由属于短梗霉属(Aureobasidium)的真菌生产。
特别优选的实施方案2
根据特别优选的实施方案1所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述生物聚合物水泥添加剂是干组合物，且进一步含有12至75重量％的黑色素。
特别优选的实施方案3
一种生物聚合物水泥添加剂，其在与混凝土或砂浆产品混合时允许至少20％的铺展量增加率，所述添加剂包含β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.5至3.5百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布，其中所述β-葡聚糖通过属于短梗霉属(Aureobasidium)的真菌生产，且其中所述生物聚合物水泥添加剂是含有85至99.9重量％的水和0.1至15重量％的β-葡聚糖的液体制剂。
特别优选的实施方案4
根据特别优选的实施方案3所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述生物聚合物水泥添加剂是包含发酵培养基的上清液或由其组成的液体制剂，所述发酵培养基的上清液例如是由至少一种丝状真菌(例如属于木霉属(Trichoderma)或短梗霉属(Aureobasidium)的真菌)发酵的培养基。
特别优选的实施方案5
根据特别优选的实施方案4所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述液体制剂含有0.05至10g/l黑色素.
特别优选的实施方案6
一种生物聚合物水泥组合物，其含有如特别优选的实施方案1或2中定义的生物聚合物水泥添加剂，其中所述水泥是水硬性或非水硬性水泥，且其中所述生物聚合物水泥添加剂以0.0005至0.1重量％的浓度(生物聚合物水泥添加剂的重量对生物聚合物水泥组合物的重量)存在于所述生物聚合物水泥组合物中。
特别优选的实施方案7
根据特别优选的实施方案6所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物水泥组合物含有0.001至0.1重量％的选自片状硅酸盐中的粘土矿物，所述片状硅酸盐如蒙脱石、如膨润土、皂石或蒙脱石，其选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)和它们的混合物。
特别优选的实施方案8
根据特别优选的实施方案6或7所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物水泥组合物含有0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对生物聚合物水泥组合物的重量)的KAl(SO4)2x12H2O.
特别优选的实施方案9
一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％(水泥的重量对沙子和/或砾石的重量)的水泥至所述沙子和/或砾石；
(c)添加3至20重量％(水的重量对沙子和/或砾石和水泥的总重量)的水至所述沙子和/或砾石、和水泥；
(d)添加0.001至0.1重量％(生物聚合物的重量对水、沙子和/或砾石和水泥的总重量)的如特别优选的实施方案3至5中任一项定义的液体形式的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、水泥和水；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间；
其中，在实施步骤(c)之后将0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O以干形式添加至所述混合物，或其中可以将0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)的浓度。
特别优选的实施方案10
根据特别优选的实施方案8所述的用于生产混凝土或砂浆的方法，其中在实施所述方法的步骤(c)之前，将0.001至0.1重量％(粘土矿物的重量对混凝土的重量)的选自片状硅酸盐中的粘土矿物添加至所述混合物，所述片状硅酸盐选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)、和它们的混合物。
特别优选的实施方案11
一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％的如特别优选的实施方案6至8中任一项定义的生物聚合物水泥组合物；
(c)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、和生物聚合物水泥组合物；
(d)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时,
并且其中，在所述生物聚合物水泥组合物还未含有KAl(SO4)2x12H2O的情况下，在实施步骤(a)或(b)之后但在步骤(c)之前，将0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O以干形式添加至所述混合物，或其中在所述方法的步骤(c)之前或之后，可以将0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)的浓度；
和/或其中，在所述生物聚合物水泥组合物还未含有KAl(SO4)2x12H2O的情况下，在实施步骤(a)或(b)之后但在实施所述方法的步骤(c)之前，将0.001至0.1重量％(粘土矿物的重量对混凝土的重量)的选自片状硅酸盐中的粘土矿物添加至所述混合物，所述片状硅酸盐如蒙脱石、如膨润土、皂石或蒙脱石，其选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)和它们的混合物。
特别优选的实施方案12
一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％的水泥至所述沙子和/或砾石；
(c)添加0.00001至0.001重量％的如特别优选的实施方案1或2中任一项定义的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、和水泥；
(d)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、水泥和生物聚合物水泥添加剂；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间；
其中在实施步骤(d)之前，将0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O重量对沙子和/或砾石的重量)的KAl(SO4)2x12H2O以干形式添加至所述混合物；或其中在实施步骤(d)之前或之后但在实施步骤(e)之前，将0.001至0.1重量％KAl(SO4)2x12H2O以水溶液形式添加，所述水溶液具有0.01至0.5重量％(KAl(SO4)2x12H2O对水溶液的重量)的浓度。
特别优选的实施方案13
根据特别优选的实施方案12所述的用于生产混凝土或砂浆的方法，其中在实施步骤(d)之前，将0.001至0.1重量％(粘土矿物的重量对混凝土的重量)的选自片状硅酸盐中的粘土矿物添加至所述混合物，所述片状硅酸盐如蒙脱石、如膨润土、皂石或蒙脱石，其选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)和它们的混合物。
特别优选的实施方案14
如特别优选的实施方案1或2中任一项定义的生物聚合物水泥添加剂用于生产如特别优选的实施方案6至8中任一项定义的生物聚合物水泥组合物、或用于生产如特别优选的实施方案9至13中任一项定义的混凝土或砂浆的用途。
实施例
现通过以下实施例和附图描述本发明。所述实施例和附图仅用于说明目的，不应理解为限制本发明。
附图列表
图1示出在实施例1的过程中测量的振荡前铺展量和振荡后铺展量。
图2示出在实施例1的过程中测量的铺展量增加率。
材料
表1.1：生物聚合物水泥组合物
表1.2：砂浆组合物(续表)
表2：标准沙尺寸分布
| 筛目 | 质量百分比计的筛分通过率 |
| 4.0 | 100 |
| 2.0 | 90-100 |
| 1.0 | 60-90 |
| 0.5 | 40-75 |
| 0.25 | 25-50 |
| 0.125 | 10-30 |
| 0.063 | 0-10 |
所添加的水是去离子水。
水泥型号为CEM II/A-S 32,5，购自Schwenk。
液化剂是Conpaq 149s，购自Peramin。
钾明矾是十二水合硫酸铝钾(KAl(SO4)2x12H2O)，并且购自Sigma-Aldrich。
黄原胶购自Sigma-Aldrich。
Ceratofix XXMG(蒙脱石粘土矿物产品)购自Clariant，且Bentone EW(皂石粘土矿物产品)购自Elementis。
钾明矾购自Sigma-Aldrich。
所有固体添加剂通过剧烈搅拌1小时而再水化，并在40℃下储存16小时。
实施例1
将1350g根据DIN EN 480-13的标准沙放置在混合碗中。添加540g的水泥。将组分用电动混合机混合30s。在30s的过程中，将含有如表1.1和表1.2中列出的组分的水溶液形式的剩余组分添加至被搅拌的沙子/水泥混合物。接着继续混合1分钟，然后暂停1分钟，并额外混合1分钟。然后将最终混合物添加至放置在流动台上的底部半径为5cm的流动模。多余的材料被流平。将流动模移开，并测量所得饼的直径。其给出振荡前铺展量(参见表3)。然后在15秒内使流动台升起并掉落12.5mm 15次，并再次测量砂浆饼的直径，给出振荡后铺展量(表3)。数据示于图1中。如上述定义的铺展量增加率示于图2中。
表3：测量的振荡前和振荡后铺展量
实施例2
将350g根据DIN EN 480-13的标准沙和1000g砾石(砾石2/8，购自Schwenk)放置在混合碗中。添加540g的水泥。将组分用电动混合机混合30s。在30s的过程中，将含有216.5g水、2.6g液化剂和6g的含5g/lβ-葡聚糖的发酵液的水溶液添加至被搅拌的沙子/水泥混合物。接着继续混合1分钟，然后暂停1分钟，并额外混合1分钟。然后将最终混合物添加至放置在流动台上的底部半径为5cm的流动模。多余的材料被流平。将流动模移开，并测量所得饼的直径。铺展量增加率为28％。
实施例3
将1350g根据DIN EN 480-13的标准沙放置在混合碗中。添加540g的水泥。将含有60mg的60％的黑色素的干生物聚合物水泥添加剂添加至混合碗。将组分用电动混合机混合30s。在30s的过程中，将含有216.5g水和2.6g PCE的水溶液添加至被搅拌的沙子/水泥混合物。接着继续混合1分钟，然后暂停1分钟，并额外混合1分钟。然后将最终混合物添加至放置在流动台上的底部半径为5cm的流动模。多余的材料被流平。将流动模移开，并测量所得饼的直径。铺展量增加率为33％。
Claims (20)
1.一种生物聚合物水泥添加剂，其在与混凝土或砂浆产品混合时允许至少20％的铺展量增加率，所述添加剂包含β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.1至5.0百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布。
2.根据前述权利要求中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述β-葡聚糖由属于短梗霉属的真菌生产。
3.根据前述权利要求中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述生物聚合物水泥添加剂是干组合物，并进一步含有10至80重量％的黑色素。
4.根据前述权利要求中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述添加剂是液体制剂，所述液体制剂含有85至99.9重量％的水和0.1至15重量％的所述β-葡聚糖，所述β-葡聚糖具有最大值为0.1至5.0百万道尔顿(MegaDalton)的分子量分布。
5.根据权利要求4所述的生物聚合物水泥添加剂，其含有0.05至10g/l的黑色素。
6.根据权利要求4或5中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂，其中所述液体制剂的pH值选自pH 2至pH 8的范围。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂，其含有浓度为1至100mmol的选自Al3+、Fe3+、Ca2+、Mg2+和Mn2+中的一种或多种金属离子。
8.一种生物聚合物水泥组合物，其含有根据权利要求1至3中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂。
9.根据权利要求8所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述水泥是水硬性或非水硬性水泥。
10.根据权利要求9所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述水硬性水泥是波特兰水泥。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述组合物还含有选自以下的至少一种组分：填料、如硅砂、石英砂、石英粉、碳酸钙、白云石、硅酸铝、滑石或云母；或轻质填料、如浮石、泡沫玻璃、加气混凝土、珍珠岩、或蛭石；碱金属氢氧化物和/或碱土金属氢氧化物、如氧化锌、氢氧化锌和碱式碳酸锌；早强剂、如碳酸锂或酒石酸；消泡剂；液化剂；分散剂；或它们的混合物。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物水泥添加剂以0.0005至0.1重量％的浓度存在。
13.根据权利要求8至12中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物水泥组合物含有0.001至0.1重量％(KAl(SO4)2x12H2O的重量对生物聚合物水泥组合物的重量)的KAl(SO4)2x12H2O。
14.根据权利要求8至13中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物组合物含有0.0005至5重量％的粘土矿物。
15.根据权利要求14中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述组合物含有0.0005至0.005重量％的根据权利要求1至3中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂、和0.0005至0.005重量％的选自片状硅酸盐中的粘土矿物，所述片状硅酸盐选自埃洛石(Al2Si2O5(OH)4)、高岭石(Al2Si2O5(OH)4)、伊利石((K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)])、蒙脱土((Na,Ca)0.33(Al,Mg)2Si4O10(OH)2·nH2O)、蛭石
((MgFe,Al)3(Al,Si)4O10(OH)2·4H2O)、滑石(Mg3Si4O10(OH)2)、海泡石(Mg4Si6O15(OH)2·6H2O)、凹凸棒石((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O))、叶腊石(Al2Si4O10(OH)2)、和它们的混合物。
16.根据权利要求14或15中任一项所述的生物聚合物水泥组合物，其中所述生物聚合物水泥添加剂的浓度与所述粘土矿物的浓度选自1:9至9:1的范围，并且其中所述生物聚合物水泥添加剂和所述粘土矿物在所述生物聚合物水泥组合物中的总浓度为0.0005％至0.1重量％。
17.一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％(水泥的重量对沙子和/或砾石的重量)的水泥至所述沙子和/或砾石
(c)添加3至20重量％(水的重量对沙子和/或砾石和水泥的总重量)的水至所述沙子和/或砾石、和水泥；
(d)添加0.001至0.1重量％(生物聚合物的重量对水、沙子和/或砾石和水泥的总重量)的根据权利要求4至7中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、水泥和水；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间。
18.一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％的根据权利要求8至16中任一项所述的生物聚合物水泥组合物至所述沙子和/或砾石；
(c)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、和生物聚合物水泥组合物；
(d)将组分(a)至(c)混合5分钟至5小时的时间。
19.一种用于生产混凝土或砂浆的方法，其包括下述步骤：
(a)提供100至10000kg沙子和/或砾石；
(b)添加2.5至40重量％的水泥至所述沙子和/或砾石；
(c)添加0.00001至0.001重量％的根据权利要求1至3中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂至所述沙子和/或砾石、和水泥；
(d)添加3至20重量％的水至所述沙子和/或砾石、水泥和生物聚合物水泥添加剂；
(e)将组分(a)至(d)混合5分钟至5小时的时间。
20.根据权利要求1至7中任一项所述的生物聚合物水泥添加剂用于生产生物聚合物水泥组合物或用于生产混凝土或砂浆的用途。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP19196798.3A EP3792230A1 (en) | 2019-09-11 | 2019-09-11 | Biopolymer cement additive |
| EP19196798.3 | 2019-09-11 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112479619A true CN112479619A (zh) | 2021-03-12 |
Family
ID=67928762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010777547.8A Pending CN112479619A (zh) | 2019-09-11 | 2020-08-05 | 生物聚合物水泥添加剂 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20220306533A1 (zh) |
| EP (2) | EP3792230A1 (zh) |
| CN (1) | CN112479619A (zh) |
| BR (1) | BR112022004463A2 (zh) |
| CA (1) | CA3153612A1 (zh) |
| MX (1) | MX2022002887A (zh) |
| WO (1) | WO2021048161A1 (zh) |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5174821A (en) * | 1989-12-12 | 1992-12-29 | Taisei Corporation | Hydraulic composition, formed products therefrom and segregation reduction agent for hydraulic substances |
| CN1210505A (zh) * | 1996-12-06 | 1999-03-10 | Mbt控股公司 | 流化剂 |
| CN1821149A (zh) * | 2005-02-14 | 2006-08-23 | 株式会社日本触媒 | 水泥混合剂及其制备方法 |
| WO2008140744A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Biopolymer Engineering, Inc. Dba Biothera, Inc. | Particulate-soluble glucan preparation |
| EP2630214A2 (en) * | 2010-10-19 | 2013-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore cementing compositions and methods of making and using same |
| CN104781209A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-07-15 | Pqa公司 | 包括添加剂的地质聚合物组合物 |
| CN105209404A (zh) * | 2013-03-15 | 2015-12-30 | 赫尔克里士公司 | 具有延长的可操作时间的水硬性组合物 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2882804B1 (en) | 2012-09-28 | 2016-08-31 | Rohm and Haas Company | Redispersible polymer powder mixtures for use in dry-mix formulations |
| TWI623616B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-05-11 | 財團法人食品工業發展研究所 | 黑酵母菌、生產β－葡聚糖之培養基與方法、黑酵母菌培養物與含其組成物 |
-
2019
- 2019-09-11 EP EP19196798.3A patent/EP3792230A1/en not_active Withdrawn
-
2020
- 2020-08-05 CN CN202010777547.8A patent/CN112479619A/zh active Pending
- 2020-09-09 BR BR112022004463A patent/BR112022004463A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2020-09-09 CA CA3153612A patent/CA3153612A1/en active Pending
- 2020-09-09 EP EP20765315.5A patent/EP4028373A1/en not_active Withdrawn
- 2020-09-09 MX MX2022002887A patent/MX2022002887A/es unknown
- 2020-09-09 US US17/642,478 patent/US20220306533A1/en active Pending
- 2020-09-09 WO PCT/EP2020/075130 patent/WO2021048161A1/en active Application Filing
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5174821A (en) * | 1989-12-12 | 1992-12-29 | Taisei Corporation | Hydraulic composition, formed products therefrom and segregation reduction agent for hydraulic substances |
| CN1210505A (zh) * | 1996-12-06 | 1999-03-10 | Mbt控股公司 | 流化剂 |
| CN1821149A (zh) * | 2005-02-14 | 2006-08-23 | 株式会社日本触媒 | 水泥混合剂及其制备方法 |
| WO2008140744A1 (en) * | 2007-05-08 | 2008-11-20 | Biopolymer Engineering, Inc. Dba Biothera, Inc. | Particulate-soluble glucan preparation |
| EP2630214A2 (en) * | 2010-10-19 | 2013-08-28 | Halliburton Energy Services, Inc. | Wellbore cementing compositions and methods of making and using same |
| CN104781209A (zh) * | 2012-05-23 | 2015-07-15 | Pqa公司 | 包括添加剂的地质聚合物组合物 |
| CN105209404A (zh) * | 2013-03-15 | 2015-12-30 | 赫尔克里士公司 | 具有延长的可操作时间的水硬性组合物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP4028373A1 (en) | 2022-07-20 |
| WO2021048161A1 (en) | 2021-03-18 |
| CA3153612A1 (en) | 2021-03-18 |
| US20220306533A1 (en) | 2022-09-29 |
| EP3792230A1 (en) | 2021-03-17 |
| BR112022004463A2 (pt) | 2022-08-09 |
| MX2022002887A (es) | 2022-04-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN110436805B (zh) | 嵌缝石膏粉及其制备方法和磷石膏的无害化处理方法 | |
| CN103058619B (zh) | 一种掺有矿粉的聚合物防水砂浆及其使用方法 | |
| CN108358556A (zh) | 一种掺加sap的低收缩型超高性能混凝土 | |
| CN109455992A (zh) | 一种机制砂混凝土及其制备方法 | |
| DE102010062762A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von Schaumbeton | |
| CN103553380A (zh) | 一种大掺量粉煤灰水泥及其制备方法 | |
| CN104844060B (zh) | 新型混凝土增效剂及其制造工艺 | |
| CN115246730B (zh) | 一种水性环氧树脂及微生物改性超细水泥基自修复防水堵漏材料 | |
| CN104016609B (zh) | 一种制备镍铁渣环保型活性矿物材料添加激发剂方法 | |
| CN108341650A (zh) | 一种新型干混抹灰砂浆及其应用 | |
| CN110436868B (zh) | 一种机喷面层抹灰石膏及其制备方法 | |
| CN103979827B (zh) | 一种锰渣基混凝土掺合料功能调节剂及其制备方法 | |
| CN112479619A (zh) | 生物聚合物水泥添加剂 | |
| CN104058707B (zh) | 一种耐水性石膏基墙体修补料 | |
| CN102199028B (zh) | 利用烟气脱硫石膏制备快硬早强注浆材料及其制备方法 | |
| JP2017109901A (ja) | 吹付コンクリート組成物およびその製造方法 | |
| CN104045286A (zh) | 一种水泥基渗透结晶防水材料 | |
| CN106749955A (zh) | 一种抗泥型聚羧酸减水剂 | |
| CN105330198B (zh) | 一种适用于石膏材料具有减水功能的组合物 | |
| US9181127B2 (en) | Agents for inerting clays in hydraulic compositions | |
| NO20141145A1 (no) | En sammensetning for produksjon av byggematerialer | |
| CN103693923B (zh) | 一种水泥基渗透结晶防水材料 | |
| MX2014003895A (es) | Metodo para la produccion de un material de construccion. | |
| RU2551179C1 (ru) | Гипсоцементно-пуццолановая композиция | |
| CN108863150B (zh) | 一种用于机械喷涂抹灰砂浆的复合添加剂 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20210312 |