CN116194422A - 水泥减量的建筑组合物 - Google Patents
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Abstract
一种水泥减量的建筑组合物,包含a)胶凝粘合剂,其包含一种或多种硅酸钙矿物相和一种或多种铝酸钙矿物相,布莱恩表面积为至少3800cm2/g,量为每m3新拌建筑组合物180至400kg;b)细粒材料,其Dv90小于200μm,选自碱可活化粘合剂、岩粉和无机颜料或其混合物,总量为20至200重量份,相对于100重量份的胶凝粘合剂a)计;c)任选地,外来的铝酸盐源;d)硫酸盐源;以及e)多元醇,其量为0.3重量%至2.5重量%,相对于胶凝粘合剂a)的量计。所述组合物含有以Al(OH)4 ‑计的可用铝酸盐,其来自铝酸钙矿物相加上任选的外来的铝酸盐源,如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物180至小于220kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.08mol,如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物220至小于280kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.06mol,以及如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物280kg或更多,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.05mol;并且总的可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比为0.4至2.0。所述建筑组合物还包含f)钙矾石形成控制剂,其包含(i)乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物;以及(ii)(ii‑a)硼酸盐源和(ii‑b)碳酸盐源中的至少一种,其中碳酸盐源选自水溶解度为0.1g·L‑1或更高的无机碳酸盐、有机碳酸酯及其混合物;以及g)共缓凝剂,其选自(g‑1)α‑羟基单羧酸及其盐、(g‑2)膦酸及其盐、(g‑3)多羧酸及其盐,以及它们的混合物。所述水泥减量的建筑组合物是一种减少碳足迹的建筑组合物,与普通波特兰水泥基混合料相比,其展现出高的早期强度、高的最终强度、充足的开放时间、高的耐久性和减少的收缩。所述建筑组合物的成分可大量地获得。
Description
本发明涉及水泥减量的建筑组合物和含水的水泥和水减量的新拌建筑组合物,其用于例如作为预制混凝土的应用,具有高的早期强度。
混凝土是世界上应用最广泛的工程材料。混凝土是这样一个术语,其指在其中已包埋了骨料颗粒或碎片的粘结介质的复合材料。在当今使用的大多数建筑混凝土中,粘结介质由水硬水泥与水的混合物形成。
混凝土的预制构件,例如模块化建筑结构体,是通过混合包括水泥、骨料、水和分散剂的材料、在各种模具中成型和固化而获得的。由于模具被多次重复使用,因此从生产率的角度以及为了提高模具的周转率,表现出高的早期强度对混凝土而言很重要。
如今使用的大多数水硬水泥都以波特兰水泥为基础。波特兰水泥主要由某些粘土矿物、石灰石和石膏,以高温工艺制成,该工艺除去二氧化碳并把主要成分化合成新的化合物。由于水泥生产工艺本身以及为进行该生产工艺而发电的能源工厂都产生二氧化碳,因此水泥生产是当前二氧化碳大气排放的主要来源。
由于全球变暖和海洋酸化成为日益严重的问题以及持续希望减少二氧化碳气体排放(全球变暖的主要原因),因此水泥生产工业将受到越来越严格的审查。此外,水泥厂会产生如NOx、SOx、VOCs、颗粒物和汞的其他污染物。水泥厂还会产生水泥窑粉尘,这些粉尘有时必须被填埋,往往是被填埋在危险材料填埋场。
需要提供一种建筑组合物,其减少了碳足迹而不损害诸如开放时间、高早期强度、高最终强度和耐久性等关键性能。
WO 2012/133870 A1公开了一种生产水硬性组合物的固化制品的方法,该方法包括以下步骤:通过混合丙三醇、水泥和水制备水硬性组合物,所述水硬性组合物包含一定比例的硫酸根离子;以及老化和固化水硬性组合物。
众所周知将分散剂添加至水硬性粘合剂的含水浆料中以改善其可加工性,即捏合性、铺展性、喷涂性、可泵性或流动性。这种外加剂能够防止固体团聚物的形成,能够分散已经存在的颗粒以及通过水化作用新形成的颗粒,以及以此方式改善可加工性。为了将粉状粘合剂转化为新拌的适合加工的形式,需要比后续水化作用和硬化过程所需的混合水多得多的混合水。过量的水在混凝土体内形成空隙,随后蒸发,该空隙导致机械强度和电阻差。为了在预定的加工稠度下减少过量的水的比例和/或在预定的水胶比下改善可加工性,使用通常被称为减水剂或增塑剂的外加剂。
胶凝体系一经水化作用,就在快速反应中生成钙矾石。钙矾石是一种硫酸铝钙化合物,其化学式为Ca6Al2(SO4)3*32H2O或3CaO*Al2O3*3CaSO4*32H2O。该反应尤其对胶凝组合物的凝固和早期抗压强度的发展起到作用。钙矾石形成为长针状晶体。然而,新形成的小针状钙矾石晶体往往会恶化胶凝组合物的可加工性或流动性。此外,钙矾石的化学计量式中含有32摩尔水。这意味着钙矾石一经形成,大量的水就被结合在固体晶体中。还有一定量的水被吸附在新形成的钙矾石表面。因此,组合物的流动性降低。
WO 2019/077050 A1公开了一种用于胶凝体系的凝固控制组合物,其包含a)胺-乙醛酸缩合物,b)(i)硼酸盐源和(ii)碳酸盐源中的至少一种。该组合物据说可以阻止铝酸盐相形成钙矾石,并抑制钙矾石的结晶。鉴于该凝固控制组合物的缓凝作用,可以减少获得胶凝体系的给定流动性所需的分散剂的用量。
因此,本发明寻求提供一种减少碳足迹的建筑组合物,与普通波特兰水泥基混合料相比,所述减少碳足迹的建筑组合物展现出高的早期强度、高的最终强度、充足的开放时间、高的耐久性和减少的收缩。所述建筑组合物的成分应该是可大量地获得的。
上述问题通过一种水泥减量的建筑组合物解决,所述水泥减量的建筑组合物包含
a)胶凝粘合剂,所述胶凝粘合剂包含一种或多种硅酸钙矿物相和一种或多种铝酸钙矿物相,布莱恩(Blaine)表面积为至少3800cm2/g,量为每m3新拌建筑组合物180至400kg;
b)细粒材料,所述细粒材料的Dv90小于200μm,选自碱可活化粘合剂、岩粉和无机颜料或其混合物,其总量为20至200重量份,相对于100重量份的胶凝粘合剂a)计;
c)任选地,外来的铝酸盐源;
d)硫酸盐源;以及
e)多元醇,所述多元醇的量为0.3重量%至2.5重量%,相对于胶凝粘合剂a)的量计;
其中所述组合物含有以Al(OH)4 -计的可用铝酸盐,所述可用铝酸盐来自铝酸钙矿物相加上任选的外来的铝酸盐源,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物180至小于220kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.08mol,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物220至小于280kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.06mol,以及
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物280kg或更多,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.05mol;
并且总的可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比为0.4至2.0;
所述建筑组合物还包含:
f)钙矾石形成控制剂,其包含(i)乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物;以及(ii)(ii-a)硼酸盐源和(ii-b)碳酸盐源中的至少一种,其中碳酸盐源选自水溶解度为0.1g·L-1或更高的无机碳酸盐、有机碳酸酯及其混合物;以及
g)共缓凝剂,其选自(g-1)α-羟基单羧酸及其盐、(g-2)膦酸及其盐、(g-3)多羧酸及其盐,以及它们的混合物。
已发现如果观察到某些参数,则可以用选择的细粒材料替代部分胶凝粘合剂而不损害性能。因此,本发明可以提供一种建筑组合物,与典型的混凝土混合物相比,所述建筑组合物包含减少的量的胶凝粘合剂,例如普通波特兰水泥。胶凝粘合剂的减少可以降低碳足迹。
此外,还发现,与传统的波特兰水泥基的混凝土混合料相比,水泥减量的建筑组合物可以使新拌建筑组合物的水-胶凝粘合剂比(w/c)降低,同时保留或甚至改善可加工性。降低的w/c比可以使胶凝粘合剂和细粒材料颗粒更快地桥接。据信本发明组合物具有致密的微观结构。更少的水可用于硅酸钙水合物的形成,从而导致增强的早期强度和更好的耐久性,例如,抗冻融性、抗碳化性、更高的电阻率和抗硫酸盐性。
胶凝粘合剂a)包含一种或多种硅酸钙矿物相和一种或多种结晶铝酸钙矿物相。
方便起见,这些矿物学相在本文中以其水泥符号表示。主要化合物在水泥符号中通过氧化物种类表示:C代表CaO,M代表MgO,S代表SiO2,A代表Al2O3,$代表SO3,F代表Fe2O3,H代表H2O。
通常,硅酸钙矿物相和铝酸钙矿物相构成胶凝粘合剂a)的至少90重量%。此外,硅酸钙矿物相优选构成胶凝粘合剂a)的至少60重量%,更优选至少65重量%,最优选65重量%至75重量%。
合适地,硅酸钙矿物相选自C3S(硅酸三钙石(alite))和C2S(斜硅钙石(belite))。硅酸钙矿物相主要提供最终强度性能。
合适地,铝酸钙矿物相选自C3A、C4AF和C12A7,特别是C3A和C4AF。
在一个实施方案中,胶凝粘合剂a)是波特兰水泥,特别是普通波特兰水泥(OPC)。术语“波特兰水泥”表示任何含有波特兰熟料的水泥化合物,特别是标准EN 197-1第5.2段中所指的CEM I。优选的水泥为根据DIN EN 197-1的普通波特兰水泥(OPC)。构成波特兰水泥的相主要为硅酸三钙石(C3S)、斜硅钙石(C2S)、铝酸钙(C3A)、铁铝酸钙(C4AF)和其他次要相。市售的OPC可能含有硫酸钙(<7重量%)或基本不含硫酸钙(<1重量%)。
建筑组合物的胶凝粘合剂的布莱恩表面积为至少3800cm2/g,优选至少4500cm2/g,最优选至少5000cm2/g。布莱恩表面积被用作研磨细度的参数。更细的研磨使反应性更高。布莱恩表面积可根据DIN EN 196-6测定。
通常,建筑组合物中的胶凝粘合剂a)的量为8重量%至20重量%,优选10重量%至18重量%,相对于建筑组合物的固体含量计。
根据本发明,所述建筑组合物含有以Al(OH)4 -计的可用铝酸盐,所述可用铝酸盐来自铝酸钙矿物相加上任选的外来的铝酸盐源,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物180至小于220kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.08mol,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物220至小于280kg,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.06mol,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物280kg或更多,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.05mol。
本发明人发现,只有通过将可用铝酸盐的量保持在上文的范围内,才有可能减少胶凝粘合剂a)的比例而不损害所需性能。因此,胶凝粘合剂a)的比例越低,所需的可用铝酸盐的量就越高。
通常,所述建筑组合物含有每100克胶凝粘合剂a)0.2mol或更少的总可用铝酸盐。
已发现,含有上文最小量的可用铝酸盐的建筑组合物在凝固前的开放时间和早期强度发展方面表现出最佳性能。另一方面,如果胶凝粘合剂含有每100g胶凝粘合剂a)超过0.2mol的总可用铝酸盐,由于早期强度发展可能太快,开放时间可能更短。
通常,波特兰水泥中主要矿物的近似比例是通过博格公式(Bogue formula)计算的,而博格公式又是以例如通过X射线荧光(XRF)确定的熟料的元素组成为基础。这些方法提供了元素的氧化物组成。这意味着Al的量被报告为Al2O3。已发现,Al2O3含量明显相同的水泥在早期强度和水化调控的可控性方面表现出相当不同的性能。水泥包括矿物学性质和溶解度非常不同的铝的来源。本发明人已发现,并非所有Al都可用于或易于形成钙矾石。只有在水泥浆的含水环境中具有足够溶解度的含Al矿物相参与形成钙矾石。其他含Al矿物,例如结晶铝氧化物,如刚玉,由于其有限的溶解度,在含水环境中不产生铝酸盐。因此,单独的元素分析不能提供可靠的可用铝酸盐值。
因此,本发明依赖于以Al(OH)4 -计的可用铝酸盐。“可用铝酸盐”是指包括能够在碱性含水环境中生成Al(OH)4 -的矿物相和含Al化合物。铝酸钙相,如C3A(Ca3Al2O6),溶于碱性含水环境以生成Al(OH)4 -和Ca2+离子。就本发明而言,能够生成Al(OH)4 -的矿物相和含Al化合物的浓度表示为每100g胶凝粘合剂a)中Al(OH)4 -的摩尔数。
据信常见的铝酸钙矿物相——与结晶铝氧化物相反——是可用铝酸盐的来源。因此,给定胶凝粘合剂中可用铝酸盐的量可以通过能够区分构成胶凝粘合剂的矿物相的方法测定。用于该目的的一种有用的方法是X射线衍射(XRD)粉末图的Rietveld精修。该软件技术用于精修各种参数,包括晶格参数、峰位、强度和形状。这使得理论衍射图可以被计算。一旦计算出的衍射图与受检样品的数据几乎相同,就可以确定所含矿物相的精确定量信息。
通常,能够在碱性含水环境中生成Al(OH)4 -的铝酸钙矿物相是铝酸三钙(C3A)、铝酸一钙(CA)、钙铝石(C12A7)、陨铝钙石(grossite)(CA2)、Q相(Q-phase)(C20A13M3S3)或铁铝酸四钙(C4AF)。就实际而言,如果胶凝粘合剂a)是波特兰水泥,则通常只需评估以下矿物相:铝酸三钙(C3A)、铝酸一钙(CA)、钙铝石(C12A7)和铁铝酸四钙(C4AF),特别是铝酸三钙(C3A)和铁铝酸四钙(C4AF)。
或者,可用铝酸盐的量可以通过以下方式得到:例如通过XRF测定胶凝粘合剂a)的元素组成中的铝总量,并从中减去不能生成可用铝酸盐的晶体铝化合物的量,所述不能生成可用铝酸盐的晶体铝化合物的量如通过XRD和Rietveld精修测定。该方法还考虑了能够生成可用铝酸盐的无定形的、可溶的铝化合物。这种不能生成可用铝酸盐的结晶铝化合物包括黄长石类的化合物,如钙铝黄长石(C2AS),尖晶石类的化合物,如尖晶石(MA)、莫来石(Al2Al2+2xSi2-2xO10-x),以及刚玉(Al2O3)。
在一个实施方案中,本发明利用所选的胶凝粘合剂,所述胶凝粘合剂含有足量的来自铝酸钙矿物相的可用铝酸盐(如通过例如XRD分析测定的),以满足上文规定的量。
或者,如果胶凝粘合剂a)在每100g胶凝粘合剂a)中固有含有的可用铝酸盐的浓度不足,可以添加外来的铝酸盐源c)。因此,在一些实施方案中,建筑组合物含有外来的铝酸盐源c)。
外来的铝酸盐源c)提供如上文所定义的可用铝酸盐。合适地,外来的铝酸盐源c)选自非含钙的铝酸盐源,例如铝(III)盐、铝(III)配合物、结晶氢氧化铝、无定形氢氧化铝;以及含钙的铝酸盐源如高铝水泥、硫铝酸盐水泥或合成铝酸钙矿物相。
可用的铝(III)盐是在碱性含水环境中容易形成Al(OH)4 -的铝(III)盐。合适的铝(III)盐包括但不限于卤化铝如氯化铝(III)及其相应的水合物,无定形的铝氧化物、铝氢氧化物或其混合形式,铝硫酸盐或含硫酸盐的铝盐如钾明矾及其相应的水合物,硝酸铝、亚硝酸铝及其相应的水合物,铝配合物如三甲酸铝、三乙酸铝、二乙酸铝和单乙酸铝,含铝的金属有机骨架,例如富马酸铝,例如BasoliteTMA520,以及M(II)-铝氧水合物(M(II)-aluminum-oxo-hydrate),例如水化石榴子石。铝(III)氢氧化物可以是结晶的或无定形的。优选地,使用无定形的氢氧化铝。
高铝酸盐水泥是指含有高浓度铝酸钙相(例如至少30重量%)的水泥。更准确地说,所述铝酸盐类型的矿物学相包括铝酸三钙(C3A)、铝酸一钙(CA)、钙铝石(C12A7)、铁铝酸四钙(C4AF),或这些相中的几种的组合。
硫铝酸盐水泥的硫铝钙石(ye’elimite)(化学式为4CaO.3Al2O3.SO3或水泥符号中的C4A3$)的含量通常大于15重量%。
合适的合成铝酸钙矿物相包括无定形钙铝石(C12A7)。
建筑组合物包含细粒材料b),所述细粒材料b)的Dv90小于200μm,优选小于150μm,更优选小于70μm或小于50μm。
Dv90(按体积)对应于粒度分布的第90百分位数,意味着90%的颗粒具有Dv90或更小的尺寸,10%具有大于Dv90的尺寸。通常,Dv90和其他同类型的值是颗粒或晶粒的集合的粒度测定图(体积分布)的特征。如果至少90体积%的颗粒通过网孔为200μm的筛,就能确保符合90%的颗粒的尺寸为200μm或更小的要求。或者,Dv90可以由通过使用马尔文粒度分析仪2000(Malvern Mastersizer 2000)的静态激光衍射测量的粒度分布来计算。
粒度分布影响填集密度,填集密度又影响建筑组合物的需水量和机械性能。建筑组合物的填集密度,特别是细粒材料的填集密度应尽可能高以提高可加工性并减少需水量。通常,细粒材料b)的粒径在50nm至1mm的范围内。
建筑组合物包含细粒材料b),所述细粒材料b)的Dv90小于200μm,优选小于175μm,更优选小于150μm,其选自碱可活化粘合剂、岩粉和无机颜料或其混合物,总量为50至200重量份,相对于100重量份的胶凝粘合剂a)计。
术语“碱可活化粘合剂”是指在含水碱性环境中以类似水泥的方式凝固的材料。该术语包括通常被称为“潜在水硬性粘合剂”和“凝硬性粘合剂(pozzolanic binder)”的材料。
就本发明而言,“潜在水硬性粘合剂”优选地为其中摩尔比(CaO+MgO):SiO2为0.8至2.5,特别是1.0至2.0的粘合剂。一般来说,上文提及的潜在水硬性粘合剂可以选自工业和/或合成渣,特别是选自高炉渣、电热磷渣、钢渣及其混合物。“凝硬性粘合剂”通常可以选自无定形二氧化硅,优选沉淀二氧化硅、气相二氧化硅和微硅粉(microsilica),磨碎玻璃,偏高岭土,铝硅酸盐,粉煤灰,优选褐煤粉煤灰和硬煤粉煤灰,天然火山灰如凝灰岩、火山土和火山灰,煅烧粘土,页岩残渣,稻壳灰,天然和合成沸石及其混合物。
渣可以是工业渣,即工业过程的废物,也可以是合成渣。合成渣可能是有利的,因为工业渣的数量和质量并不总是一致的。
高炉渣(BFS)是玻璃熔炉工艺的废物。其他材料是粒状高炉渣(GBFS)和磨碎的粒状高炉渣(GGBFS),其是已被精细地粉碎的粒状高炉渣。磨碎的粒状高炉渣在研磨细度和粒度分布方面有所不同,这取决于来源和处理方法,在本文中,研磨细度影响反应性。
然而,就本发明而言,表述“高炉渣”旨在包括由提及的所有级别的处理、研磨和质量产生的材料(即BFS、GBFS和GGBFS)。高炉渣通常包含30重量%至45重量%的CaO、约4重量%至17重量%的MgO、约30重量%至45重量%的SiO2和约5重量%至15重量%的Al2O3,通常约40重量%的CaO、约10重量%的MgO、约35重量%的SiO2和约12重量%的Al2O3。
电热磷渣是电热磷生产过程的废物。它比高炉渣反应性低,含有约45重量%至50重量%的CaO、约0.5重量%至3重量%的MgO、约38重量%至43重量%的SiO2、约2重量%至5重量%的Al2O3和约0.2重量%至3重量%的Fe2O3,以及氟化物和磷酸盐。钢渣是各种钢铁生产过程的废物,其组成差异很大。
无定形二氧化硅优选为X射线无定形二氧化硅,即粉末衍射法显示没有结晶性的二氧化硅。本发明的无定形二氧化硅中SiO2的含量有利地为至少80重量%,优选至少90重量%。沉淀二氧化硅通过从水玻璃开始的沉淀过程在工业规模上获得。某些生产过程的沉淀二氧化硅也称为硅胶。
气相二氧化硅通过氯硅烷,例如四氯化硅,在氢气/氧气火焰中的反应而产生。气相二氧化硅是粒径为5至50nm的无定形SiO2粉末,比表面积为50至600m2g-1。
微硅粉是硅生产或硅铁生产的副产品,同样主要由无定形SiO2粉末组成。这些颗粒的直径的数量级为0.1μm。比表面积的数量级为15至30m2g-1。
偏高岭土是在高岭土脱水时产生的。而在100至200℃时,高岭土会释放出物理结合的水,在500到800℃时,会发生脱羟基反应,晶格结构崩塌并形成偏高岭土(Al2Si2O7)。因此,纯偏高岭土包含约54重量%的SiO2和约46重量%的Al2O3。
粉煤灰尤其是在发电站的煤炭燃烧过程中产生的。根据WO08/012438,C类粉煤灰(褐煤粉煤灰)包含约10重量%的CaO,而F类粉煤灰(硬煤粉煤灰)包含少于8重量%、优选少于4重量%、通常约2重量%的CaO。
在另一个实施方案中,细粒材料b)选自“岩粉”。岩粉由细碎的岩石组成,可大量获得。它们的使用对碳足迹没有显著贡献。通常,岩粉包括硅酸盐或碳酸盐岩粉。可用的实例包括石灰石如研磨的石灰石粉或沉淀的石灰石粉、白云石粉、玄武岩粉和石英粉。
在另一个实施方案中,细粒材料b)选自无机颜料。合适的无机颜料包括铁氧化物、二氧化钛、钴-铬-铝-尖晶石和铬(III)氧化物如铬绿。优选地,无机颜料占胶凝粘合剂a)和细粒材料b)的总量不超过5重量%,优选不超过3重量%,其中细粒材料b)的其余部分为碱活化的粘合剂和/或岩粉。
在一些实施方案中,细粒材料b)仅由碱活化的粘合剂和岩粉组成,或仅由岩粉组成。
建筑组合物包含硫酸盐源d)。所述硫酸盐源是能够在碱性含水环境提供硫酸根离子的化合物。通常,硫酸盐源的水溶解度在30℃的温度下为至少0.6mmol·L-1。硫酸盐源的水溶解度可以在起始pH值为7的水中适当地测定。
具体而言,总的可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比为0.4至2.0,优选0.57至0.8,特别是约0.67。这意味着调整组合物中的混合比例,以使由可用铝酸盐形成最高可能比例的钙矾石。
如前所述,市售形式的波特兰水泥通常含有少量的硫酸盐源。如果硫酸盐的固有量未知,可以通过技术人员熟悉的方法测定,如用XRF进行元素分析。作为水泥生产中常用的硫酸盐源,碱土金属硫酸盐、碱金属硫酸盐或其混合形式,例如石膏、半水合物、硬石膏、单钾芒硝(arkanite)、无水芒硝、钾石膏、无水钾镁矾,通常为结晶的,其量也可以通过XRD测定。在计算总的可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比时,固有的硫酸盐量和任何添加的外来的硫酸盐源都要考虑。
通常,外来的硫酸盐源可以是硫酸钙源,优选选自硫酸钙二水合物、硬石膏、α-半水合物和β-半水合物,即α-烧石膏和β-烧石膏,或其混合物。优选地,硫酸钙源为α-烧石膏和/或β-烧石膏。其他硫酸盐源是碱金属硫酸盐,如硫酸钾或硫酸钠。
考虑可以作为铝酸盐和硫酸盐二者的来源的添加剂,如十六水合硫酸铝或十八水合硫酸铝。
优选地,硫酸盐源d)是硫酸钙源。硫酸钙源的量通常为3重量%至20重量%,优选10重量%至15重量%,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
根据本发明,建筑组合物包含钙矾石形成控制剂f)。所述钙矾石形成控制剂包含(i)乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物;和(ii)(ii-a)硼酸盐源和(ii-b)碳酸盐源中的至少一种。碳酸盐源选自水溶解度为0.1g·L-1或更高的无机碳酸盐、有机碳酸酯及其混合物;
据信,组分(i),即乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物,与组分(ii)的硼酸根离子或碳酸根离子相结合,延缓由源于胶凝粘合剂的铝酸盐相形成钙矾石。
优选地,(i)乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物以0.2重量%至2重量%、优选0.3重量%至1重量%的总量存在,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
可用的乙醛酸盐包括碱金属乙醛酸盐,例如乙醛酸钠和乙醛酸钾。
可用的乙醛酸衍生物包括乙醛酸聚合物和乙醛酸加合物。
在一个实施方案中,乙醛酸聚合物是胺-乙醛酸缩合物。术语“胺-乙醛酸缩合物”是指乙醛酸与含有可与醛反应的氨基或酰胺基的化合物的缩合物。含有醛反应性氨基或酰胺基的化合物的实例包括脲、硫脲、三聚氰胺、胍、乙酰胍胺、苯并胍胺和其他酰基胍胺(acylguanamine)和聚丙烯酰胺。
优选地,胺-乙醛酸缩合物是三聚氰胺-乙醛酸缩合物、脲-乙醛酸缩合物、三聚氰胺-脲-乙醛酸缩合物和/或聚丙烯酰胺-乙醛酸缩合物。脲-乙醛酸缩合物为特别优选的。可用的胺-乙醛酸缩合物及其制备描述于WO 2019/077050(通过引用并入本文)中。
胺-乙醛酸缩合物可通过使乙醛酸与含有醛反应性氨基或酰胺基的化合物反应获得。乙醛酸可以水溶液或乙醛酸盐,优选乙醛酸碱金属盐使用。同样地,胺化合物可以盐,例如胍盐使用。通常,胺化合物和乙醛酸以每个醛反应性氨基或酰胺基0.5至2当量、优选1至1.3当量乙醛酸的摩尔比反应。反应在0至120℃、优选25至105℃的温度进行。pH值优选为0至8。反应中获得的粘性产物可以本身使用,通过稀释或浓缩调整到所需的固体含量,或通过例如喷雾干燥、滚筒干燥或闪速干燥蒸发至干燥。
通常,胺-乙醛酸缩合物的分子量为500至25 000g/mol,优选1000至10 000g/mol,特别优选1000至5000g/mol。
可用的乙醛酸加合物是下式的乙醛酸亚硫酸氢盐加合物
其中
X彼此独立地选自H或阳离子等价物Cata,其中Cat是不特别限定的阳离子,但优选选自碱金属、碱土金属、锌、铁、铵或鏻阳离子或其混合物,a是1/n,其中n是阳离子的化合价。乙醛酸亚硫酸氢盐加合物可如WO 2017/212045中所述制备。
虽然乙醛酸和乙醛酸盐是固体,但乙醛酸缩合物在环境条件下通常是液体。这可以促进在组合物内的均匀分布。
组分(ii)是(ii-a)硼酸盐源和(ii-b)碳酸盐源中的至少一种。
硼酸盐源通常包括可快速溶解的、廉价的硼酸盐化合物。合适的硼酸盐源包括硼砂、硼酸、硬硼酸钙石和六氢硼酸盐。
如果使用,(ii-a)硼酸盐源优选以0.3重量%至1重量%、优选0.3重量%至0.5重量%的量存在,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
碳酸盐源可以是无机碳酸盐,其水溶解度在25℃下为0.1g·L-1或更高。无机碳酸盐的水溶解度在起始pH值为7的水中适当地测定。可以理解的是,在溶解度极限时的pH值高于起始的pH值。
在优选的实施方案中,钙矾石形成控制剂包含(ii-b)碳酸盐源。碳酸盐源的存在确保了混合水最初高度集中于碳酸根离子中。碳酸根离子被认为与乙醛酸、乙醛酸盐和乙醛酸衍生物一起吸附在矿物相表面上。后者也会部分保留在孔隙溶液中,并在最初阻止钙矾石形成。
优选地,(ii-b)碳酸盐源以0.3重量%至1重量%、优选0.3重量%至0.5重量%的量存在,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
碳酸盐源可以是无机碳酸盐,其水溶解度为0.1g·L-1或更高。
“无机碳酸盐”是指碳酸的盐,即以存在碳酸根离子(CO3 2-)和/或碳酸氢根离子(HCO3 -)为特征的盐。
在一个实施方案中,无机碳酸盐可以适当地选自碱金属碳酸盐,如碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠或碳酸锂,以及满足所需水溶解度的碱土金属碳酸盐,如碳酸镁。其他合适的无机碳酸盐包括含氮碱的碳酸盐,如碳酸胍和碳酸铵。碳酸钠和碳酸氢钠是特别优选的,特别是碳酸氢钠。
或者,碳酸盐源选自有机碳酸酯。“有机碳酸酯”指的是碳酸的酯。有机碳酸酯在胶凝体系的存在下水解以释放碳酸根离子。在一个实施方案中,有机碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甘油酯、碳酸二甲酯、碳酸二(羟乙基)酯或其混合物,优选碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸甘油酯或其混合物,特别是碳酸亚乙酯和/或碳酸亚丙酯。也可以使用无机碳酸盐和有机碳酸酯的混合物。
组分(i)与组分(ii)的重量比通常为约10:1至约1:10,优选约5:1至约1:5或约1:1至约1:4。
根据本发明,建筑组合物含有多元醇e),其量为0.3重量%至2.5重量%,优选1.5重量%至2.5重量%,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
据信,诸如丙三醇的多元醇螯合诸如硫酸钙或C3A的钙离子。结果,加速了钙离子的解离。钙离子的螯合作用还能稳定溶液中的钙,并加速铝酸钙相的溶解,从而使这些铝酸钙相中的铝酸盐更容易获得。
“多元醇”指的是在其分子中具有至少两个醇羟基的化合物,例如有3、4、5或6个醇羟基。具有邻位的羟基的多元醇是优选的。具有与三个顺次的碳原子结合的至少三个羟基的多元醇是最优选的。
多元醇螯合钙离子以及从而稳定溶液中的钙的能力可以通过铝酸钙沉淀试验来评估。在一个实施方案中,在铝酸钙沉淀试验中,多元醇抑制铝酸钙的沉淀直至钙浓度为75ppm,优选90ppm,在所述铝酸钙沉淀试验中,试验溶液在20℃下用0.5mol/L CaCl2水溶液进行滴定,所述试验溶液通过用20mL的1mol/L的NaOH水溶液和50mL的25mmol/L的NaAlO2水溶液补充400mL的1重量%的多元醇水溶液得到。
该试验通过浊度检测铝酸钙的沉淀。最初,试验溶液是澄清溶液。如上文所述,用CaCl2水溶液以恒定的用量率,例如2mL/min,滴定该澄清的试验溶液。随着CaCl2的不断加入,铝酸钙的沉淀由于浑浊导致试验溶液的光学性质发生变化。在浑浊开始之前的滴定终点(以最大钙浓度(以Ca2+计)表示)可以由到开始点的经过时间计算出来。
在一个优选的实施方案中,多元醇e)选自仅由碳、氢和氧组成的化合物,并且在其分子中不含有羧基(COOH)。
在一个实施方案中,多元醇选自单糖、寡糖、水溶性多糖、通式(P-I)的化合物或通式(P-I)的化合物的二聚体或三聚体:
其中X是
其中
R为-CH2OH、-NH2,
n为1至4的整数,
m为1至8的整数。
在一个实施方案中,多元醇e)选自糖类。可用的糖类包括单糖,如葡萄糖和果糖;二糖,如乳糖和蔗糖;三糖,如棉子糖;以及水溶性多糖,如直链淀粉和麦芽糊精。单糖和二糖,特别是蔗糖,是尤其优选的。
在另一个优选的实施方案中,多元醇e)选自仅由碳、氢和氧组成的化合物,并且在其分子中既不含有羧基(COOH)也不含有羰基(C=O)。可以理解的是,术语“羰基”包括C=O基团的互变异构形式,即邻近羟基的一对双键碳原子(-C=C(OH)-)。
其中X为(P-Ia)的式(P-I)的化合物通常被称为糖醇。糖醇是有机化合物,通常衍生自糖类,每个碳原子上都连接有一个羟基(-OH)。可用的糖醇是甘露糖醇、山梨糖醇、木糖醇、阿拉伯糖醇、赤藓糖醇和丙三醇。其中,丙三醇是特别优选的。可以设想的是,多羟基醇的碳酸酯,如碳酸甘油酯可以作为多元醇源。
其中X为(P-Ib)的式(P-I)的化合物包括季戊四醇和三(羟甲基)氨基甲烷。
其中X为(P-Ic)的式(P-I)的化合物包括三乙醇胺。
二聚体或三聚体表示其中两个或三个通式(P-I)的分子通过醚桥连接的化合物,这些化合物在形式上衍生自消除一个或两个水分子的缩合反应。式(P-I)的化合物的二聚体和三聚体的实例包括二季戊四醇和三季戊四醇。
根据本发明,建筑组合物包含共缓凝剂g),其选自(g-1)α-羟基单羧酸及其盐、(g-2)膦酸及其盐、(g-3)多羧酸及其盐,以及它们的混合物。在一个特别优选的实施方案中,共缓凝剂g)包含(g-1)α-羟基单羧酸和/或其盐。
优选地,共缓凝剂g)以0.05重量%至1重量%、优选0.05重量%至0.2重量%的总量存在,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
合适的α-羟基单羧酸或其盐(g-1)包括乙醇酸、葡萄糖酸和它们的盐及其混合物。葡萄糖酸钠是特别优选的。
合适的膦酸及其盐(g-2)特别是多膦酸及其盐,包括1-羟基亚乙基-1,1-二膦酸(HEDP)、氨基-三(亚甲基膦酸)(ATMP)或[[(2-羟乙基)亚氨基]双(亚甲基)]二膦酸,和它们的盐及其混合物。优选的二膦酸酯或三膦酸酯的相应化学式在下面给出:
合适的多羧酸及其盐(g-3)包括膦酰基烷基羧酸、氨基羧酸和聚合羧酸,和它们的盐及其混合物。
本文所用的术语多羧酸是指分子上具有两个或更多个羧基的化合物或聚合物。
合适的多羧酸包括低分子量的多羧酸(具有例如500或更低的分子量),特别是脂族多羧酸,如草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、富马酸、马来酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、苹果酸、酒石酸和柠檬酸。
合适的膦酰基烷基羧酸包括1-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、3-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、4-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸、2,4-二膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸,2-膦酸丁烷-1,2,3,4-四羧酸、1-甲基-2-膦酸戊烷-1,2,4-三羧酸或1,2-膦酸乙烷-2-二羧酸。
合适的氨基羧酸包括乙二胺四乙酸,或氮三乙酸。
合适的聚合羧酸包括丙烯酸的均聚物、甲基丙烯酸的均聚物、聚马来酸、诸如乙烯/丙烯酸共聚物和乙烯/甲基丙烯酸共聚物的共聚物;丙烯酸和/或甲基丙烯酸与含有磺基或磺酸盐基团的单体的共聚物。在一个实施方案中,含有磺基或磺酸盐基团的单体选自乙烯基磺酸、(甲基)烯丙基磺酸、4-乙烯基苯基磺酸或2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(ATBS),其中ATBS是特别优选的。在共聚物中可以含有一种或多种之前提到的含有磺基或磺酸盐基团的单体。
通常,聚合羧酸的分子量为1000至30000g/mol,优选1000至10000g/mol。该分子量通过如实验部分详细说明的凝胶渗透色谱法(GPC)测定。
合适地,假设所有的羧基都是未中和的形式,聚合羧酸或其盐具有3.0meq/g或更高的羧基的毫当量数,优选3.0至17.0meq/g,更优选5.0至17.0meq/g,最优选5.0至14.0meq/g。
虽然不是优选的,但建筑组合物可以包含如常用于例如修补砂浆和自流平垫层中的速凝剂,如锂盐,特别是碳酸锂或硫酸锂。本发明的一个有利特点是建筑组合物的早期强度发展使得可以省去锂速凝剂。因此,在优选的实施方案中,建筑组合物不含有锂速凝剂。这也有助于降低建筑组合物的成本,因为锂速凝剂是相当昂贵的成分。
优选地,根据本发明的建筑组合物还包含至少一种用于无机粘合剂的分散剂,特别是用于胶凝混合物如混凝土或砂浆的分散剂。
可用的分散剂的实例包括
-具有含碳骨架的梳型聚合物,含碳骨架上连接有悬挂的水泥锚固基团(pendantcement-anchoring group)和聚醚侧链,
-具有含碳骨架的非离子梳型聚合物,含碳骨架上连接有悬挂的可水解基团和聚醚侧链,该可水解基团在水解时释放出水泥锚固基团,
-诸如Al3+、Fe3+或Fe2+的多价金属阳离子和聚合分散剂的胶体分散制剂,聚合分散剂包含阴离子和/或阴离子源性基团(anionogenic group)和聚醚侧链,并且多价金属阳离子以阳离子当量计以超化学计量量存在,基于聚合分散剂的阴离子和阴离子源性基团之和计,
-磺化三聚氰胺-甲醛缩合物,
-木质素磺酸盐,
-磺化酮-甲醛缩合物,
-磺化萘-甲醛缩合物,
-含膦酸酯的分散剂,
-含磷酸盐的分散剂,及
-其混合物。
优选地,分散剂以0.08重量%至0.4重量%、优选0.15重量%至0.3重量%的总量存在,相对于胶凝粘合剂a)的量计。
具有连接有悬挂的水泥锚固基团和聚醚侧链的含碳骨架的梳型聚合物是特别优选的。水泥锚固基团是阴离子和/或阴离子源性基团,如羧基、膦酸或磷酸基团或其阴离子。阴离子源性基团是存在于聚合分散剂中的酸基,其在碱性条件下可以转化为相应的阴离子基团。
优选地,包含阴离子和/或阴离子源性基团的结构单元是通式(Ia)、(Ib)、(Ic)和/或(Id)之一:
其中
R1是H、C1-C4烷基、CH2COOH或CH2CO-X-R3A,优选H或甲基;
X是NH-(Cn1H2n1)或O-(Cn1H2n1),其中n1=1、2、3或4,或者是化学键,与CO基团键合的氮原子或氧原子;
R2是OM、PO3M2或O-PO3M2;条件是如果R2是OM,则X是化学键;
R3A是PO3M2或O-PO3M2;
其中
R3为H或C1-C4烷基,优选H或甲基;
n为0、1、2、3或4;
R4为PO3M2或O-PO3M2;
其中
R5为H或C1-C4烷基,优选H;
Z为O或NR7;
R7为H、(Cn1H2n1)-OH、(Cn1H2n1)-PO3M2、(Cn1H2n1)-OPO3M2、(C6H4)-PO3M2或(C6H4)-OPO3M2,并且
n1为1、2、3或4;
其中
R6为H或C1-C4烷基,优选H;
Q为NR7或O;
R7为H、(Cn1H2n1)-OH、(Cn1H2n1)-PO3M2、(Cn1H2n1)-OPO3M2、(C6H4)-PO3M2或(C6H4)-OPO3M2,
n1为1、2、3或4;并且
其中每个M独立地是H或阳离子等价物。
优选地,包含聚醚侧链的结构单元是通式(IIa)、(IIb)、(IIc)和/或(IId)之一:
其中
R10、R11和R12彼此独立地为H或C1-C4烷基,优选H或甲基;
Z2是O或S;
E是C2-C6亚烷基、亚环己基、CH2-C6H10、1,2-亚苯基、1,3-亚苯基或1,4-亚苯基;
G是O、NH或CO-NH;或
E和G一起为化学键;
A是C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
n2为0、1、2、3、4或5;
a是2至350、优选10至150、更优选20至100的整数;
R13是H,无支链的或支链的C1-C4烷基基团、CO-NH2或COCH3;
其中
R16、R17和R18彼此独立地为H或C1-C4烷基,优选H;
E2为C2-C6亚烷基、亚环己基、CH2-C6H10、1,2-亚苯基、1,3-亚苯基或1,4-亚苯基,或是化学键;
A为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
n2为0、1、2、3、4或5;
L为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
a为2至350、优选10至150、更优选20至100的整数;
d为1至350、优选10至150、更优选20至100的整数;
R19为H或C1-C4烷基;并且
R20为H或C1-C4烷基;
其中
R21、R22和R23独立地为H或C1-C4烷基,优选H;
W为O、NR25,或为N;
V如果W=O或NR25,则为1,如果W=N,则为2;
A为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
a为2至350、优选10至150、更优选20至100的整数;
R24为H或C1-C4烷基;
R25为H或C1-C4烷基;
其中
R6为H或C1-C4烷基,优选H;
Q为NR10、N或O;
V如果Q=O或NR10,则为1,如果Q=N,则为2;
R10为H或C1-C4烷基;
A为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;以及
a为2至350、优选10至150、更优选20至100的整数;
其中每个M独立地为H或阳离子等价物。
结构单元(I)与结构单元(II)的摩尔比为1:3至约10:1,优选1:1至10:1,更优选3:1至6:1。包含结构单元(I)和(II)的聚合分散剂可以通过常规方法制备,例如通过自由基聚合或受控自由基聚合制备。分散剂的制备在例如EP 0 894 811、EP 1 851 256、EP 2 463314和EP 0 753 488中描述。
一些可用的分散剂含有羧基、其盐或在水解时释放出羧基的可水解基团。优选地,假设所有的羧基都是未中和的形式,这些分散剂中所含有的羧基(或分散剂中所含有的可水解基团的在水解时可释放的羧基)的毫当量数低于3.0meq/g。
更优选地,所述分散剂选自聚羧酸醚(PCE)。在PCE中,阴离子基团是羧基基团和/或羧酸酯基团。PCE优选可通过聚醚大分子单体和含有阴离子和/或阴离子源性基团的单体的自由基共聚合而获得。优选地,构成共聚物的所有结构单元的至少45摩尔%,优选至少80摩尔%是聚醚大分子单体或含有阴离子和/或阴离子源性基团的单体的结构单元。
另一类合适的具有连接有悬挂的水泥锚固基团和聚醚侧链的含碳骨架的梳型聚合物包含结构单元(III)和(IV):
其中
T为苯基、萘基或具有5至10个环原子的杂芳基,其中1或2个原子是选自N、O和S的杂原子;
n3为1或2;
B为N、NH或O,条件是如果B为N,则n3为2,如果B为NH或O,则n3为1;
A为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
a2为1至300的整数;
R26为H、C1-C10烷基、C5-C8环烷基、芳基,或具有5至10个环原子的杂芳基,其中1或2个原子是选自N、O和S的杂原子;
其中结构单元(IV)选自结构单元(IVa)和(IVb):
其中
D为苯基、萘基或具有5至10个环原子的杂芳基,其中1或2个原子是选自N、O和S的杂原子;
E3为N、NH或O,条件是如果E3为N,则m为2,如果E3为NH或O,则m为1;
A为C2-C5亚烷基或CH2CH(C6H5),优选C2-C3亚烷基;
b为0至300的整数;
M独立地为H或阳离子等价物;
其中
V2为苯基或萘基,并任选地被1或两个选自R8、OH、OR8、(CO)R8、COOM、COOR8、SO3R8和NO2的基团取代;
R7A为COOM、OCH2COOM、SO3M或OPO3M2;
M为H或阳离子等价物;以及
R8为C1-C4烷基、苯基、萘基、苯基-C1-C4烷基或C1-C4烷基苯基。
包含结构单元(III)和(IV)的聚合物可以通过以下化合物的缩聚得到:具有连接至芳族或杂芳族核的聚氧亚烷基的芳族或杂芳族化合物,具有羧基、磺酸基或磷酸酯部分的芳族化合物,以及醛化合物如甲醛。
在一个实施方案中,分散剂是具有含碳骨架的非离子梳型聚合物,所述含碳骨架上连接有悬挂的可水解基团和聚醚侧链,该可水解基团在水解时释放出水泥锚固基团。方便地,包含聚醚侧链的结构单元是上文所述通式(IIa)、(IIb)、(IIc)和/或(IId)之一。具有悬挂的可水解基团的结构单元优选衍生自丙烯酸酯单体,更优选羟烷基丙烯酸单酯和/或羟烷基二酯,最优选丙烯酸羟丙酯和/或丙烯酸羟乙酯。酯官能团在优选碱性的pH下暴露于水时将会水解为(去质子化的)酸基团,所述优选碱性的pH通过将胶凝粘合剂与水混合而提供,然后产生的酸官能团将与水泥组分形成配合物。
在一个实施方案中,所述分散剂选自诸如Al3+、Fe3+或Fe2+的多价金属阳离子和聚合分散剂的胶体分散制剂,所述聚合分散剂包含阴离子和/或阴离子源性基团和聚醚侧链。多价金属阳离子以阳离子等价物计以超化学计量量存在,基于聚合分散剂的阴离子和阴离子源性基团之和计。这样的分散剂在WO 2014/013077 A1(通过引用并入本文)中进一步详细描述。
合适的磺化三聚氰胺-甲醛缩合物是经常用作水硬性粘合剂的增塑剂的那种(也被称为MFS树脂)。磺化三聚氰胺-甲醛缩合物及其制备记载于例如CA 2 172 004 A1、DE 441 1 797A1、US 4,430,469、US 6,555,683和CH 686 186中以及Ullmann's Encyclopediaof Industrial Chemistry,第五版,第A2卷,第131页和Concrete Admixtures Handbook-Properties,Science and Technology,第2版,第411、412页中。优选的磺化三聚氰胺-甲醛缩合物包含(极简化的和理想化的)下式的单元
其中n4通常代表10至300。分子量优选地位于2500至80000的范围内。此外,对于磺化三聚氰胺单元,可以通过缩合引入其他单体。特别适合的是脲。此外,也可以通过缩合引入其他芳族单元,如五倍子酸、氨基苯磺酸、磺胺酸、苯酚磺酸、苯胺、氨苯甲酸(ammoniobenzoic acid)、二烷氧基苯磺酸、二烷氧基苯甲酸、吡啶、吡啶一磺酸、吡啶二磺酸、吡啶羧酸和吡啶二羧酸。三聚氰胺磺酸盐-甲醛缩合物的一个实例是由MasterBuilders Solutions Deutschland GmbH分销的产品。
合适的木质素磺酸盐是在造纸工业中作为副产品获得的产品。其被描述于Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,第A8卷,第586、587页。其包括高度简化和理想化的下式的单元
木质素磺酸盐的分子量在2000至100 000g/mol之间。通常,它们是以其钠盐、钙盐和/或镁盐的形式存在。合适的木质素磺酸盐的实例是由Borregaard LignoTech,Norway分销的Borresperse产品。
合适的磺化酮-甲醛缩合物是并有单酮或二酮作为酮组分的产品,优选并有丙酮、丁酮、戊酮、己酮或环己酮。这类缩合物是已知的,并被描述于例如WO 2009/103579中。磺化丙酮-甲醛缩合物是优选的。其通常包含下式的单元(根据J.Plank等人,J.Appl.Poly.Sci.2009,2018-2024):
其中m2和n5通常各为10至250,M2是碱金属离子,如Na+,m2:n5之比通常在约3:1至约1:3的范围内,更特别的是约1.2:1至1:1.2的范围内。此外,可以通过缩合引入其他芳族单元,如五倍子酸、氨基苯磺酸、磺胺酸、苯酚磺酸、苯胺、氨苯甲酸、二烷氧基苯磺酸、二烷氧基苯甲酸、吡啶、吡啶一磺酸、吡啶二磺酸、吡啶羧酸和吡啶二羧酸。合适的磺化丙酮-甲醛缩合物的实例是由Master Builders Solutions Deutschland GmbH分销的Melcret K1L产品。
合适的磺化萘-甲醛缩合物是通过萘的磺化,随后与甲醛缩聚获得的产品。其记载于包括Concrete Admixtures Handbook-Properties,Science and Technology,第2版,第411-413页在内的参考文献以及Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry,第5版,第A8卷,第587、588页中。其包含下式的单元
通常,获得的分子量(Mw)在1000至50 000g/mol之间。此外,可以通过缩合引入其他芳族单元,如五倍子酸、氨基苯磺酸、磺胺酸、苯酚磺酸、苯胺、氨苯甲酸、二烷氧基苯磺酸、二烷氧基苯甲酸、吡啶、吡啶一磺酸、吡啶二磺酸、吡啶羧酸和吡啶二羧酸。合适的磺化β-萘-甲醛缩合物的实例是由Master Builders Solutions Deutschland GmbH分销的Melcret500L产品。
通常,含膦酸酯的分散剂并有膦酸酯基团和聚醚侧基。
合适的含膦酸酯的分散剂是根据下式的那些
R-(OA2)n6-N-[CH2-PO(OM3 2)2]2
其中
R为H或烃基,优选C1-C15烷基,
A2独立地为C2-C18亚烷基,优选亚乙基和/或亚丙基,最优选亚乙基,n6为5至500、优选10至200、最优选10至100的整数,以及
M3为H、碱金属、1/2碱土金属和/或胺。
在一个实施方案中,建筑组合物还包括至少一种骨料h)。术语“骨料”理解为涉及填充材料,即基本上不形成水化产物的惰性材料。骨料可以选自石英、砂、大理石(例如粉碎的大理石)、玻璃球、花岗岩、玄武岩、石灰石、砂岩、方解石、大理石、蛇纹石、凝灰石、白云石、长石、片麻岩、冲积砂及其混合物。骨料的填集密度应尽可能高,其粒度分布理想地构成富勒型筛分曲线(fuller type sieve curve)。
骨料可按粒度分类。细骨料如砂的直径分布通常为150μm至5mm。粗骨料的直径分布通常大于5mm。
优选地,所述建筑组合物包含少于5重量%、更优选少于3.5重量%、最优选少于2重量%的胶凝水化产物,相对于建筑组合物的总重量计。通常评估以下胶凝水化产物就足够了:钙矾石、氢氧钙石、钾石膏。这些胶凝水化产物的存在和浓度可以通过X射线衍射(XRD)粉末图的Rietveld精修测定。这意味着所述建筑组合物没有在高湿度环境中的储存史。否则,发明人认为,在胶凝水化产物中的钙矾石已经在粉状组合物中形成。尽管在使用时在将建筑组合物与水混合时将这些钙矾石晶体破碎,但是本发明提供的钙矾石形成控制不太突出。因此,应当避免建筑组合物在高湿度环境中储存。
本发明还涉及新拌形式,即与水混合的建筑组合物。水的量为每m3新拌建筑组合物120至225L,优选每m3新拌建筑组合物130至180L。
该新拌组合物可以是例如混凝土、砂浆或灰浆。
术语“砂浆”或“灰浆”指的是加入了细骨料,即直径为150μm至5mm的骨料(例如砂),和任选的非常细的骨料的水泥浆。灰浆是用于填充空隙或缝隙的,粘度足够低的混合物。砂浆的粘度足够高以不仅支持砂浆自身的重量,还支持放在其上的砖石的重量。术语“混凝土”指的是加入了粗骨料,即直径大于5mm的骨料,的砂浆。
优选地,骨料h)的存在量为每m3新拌建筑组合物500kg至1900kg,优选每m3新拌建筑组合物700kg至1700kg。
所述建筑组合物可作为现场加入水以获得新拌建筑组合物的干拌混合料提供。或者,所述建筑组合物可以作为预拌的组合物或新拌的组合物提供。
含水建筑组合物可通过混合粉状组分C和液态含水组分W得到,所述粉状组分C含有胶凝粘合剂a)和硫酸盐源d),其中钙矾石形成控制剂f)包含在组分C和组分W中的一者或两者中。多元醇e)和共缓凝剂g)优选包含在组分W中。任选的外来的铝酸盐源c)优选包含在组分C中。
细粒材料b)的添加顺序主要取决于成分b)的水含量。当成分b)以基本无水的形式提供时,它可以方便地包括在组分C中。除此之外,更常见的是,将成分b)与组分W预混合,随后将组分C混入。
该混合方案防止了钙矾石的立即形成,如果胶凝粘合剂a)在没有钙矾石形成控制剂f)同时存在的情况下暴露于水会发生钙矾石的立即形成。
在一个实际的实施方案中,将钙矾石形成控制剂f)、多元醇e)和共缓释剂g)溶解在一部分混合水中,并将细粒材料b)混入。随后,向混合物中加入胶凝粘合剂a)、硫酸盐源d)和任选的外来的铝酸盐源c)的预混混合料。然后加入剩余的水以调节稠度。
有利的是,组合物展现出在20℃下至少为10MPa的3小时抗压强度。例如,预浇的混凝土构件在浇筑后的短时间表现出高抗压强度。因此,早期脱模是可能的,这使得可以在不损害最终强度和耐久性的情况下实现高脱模周期率。
根据本发明的建筑组合物可用于以下应用,如生产建筑产品,特别是用于混凝土如现场混凝土、成品混凝土部件、预制混凝土部件(manufactured concrete parts,MCP's)、预浇混凝土部件、混凝土商品、铸造混凝土石、混凝土砖、现浇混凝土、预拌混凝土、气压浇注混凝土、喷射混凝土/砂浆、混凝土修补系统、3D打印混凝土/砂浆、工业水泥地面、单组分和双组分密封浆料、用于地面或岩石改良和土壤调理的浆料、砂浆层(screed)、填充和自流平组合物如接缝填料或自流平垫层、高性能混凝土(HPC)和超高性能混凝土(UHPC)、气密的装配式混凝土板、装饰用混凝土、瓷砖胶粘剂、底灰(render)、水泥基灰泥、胶粘剂、密封剂、水泥基涂料和油漆体系,特别是用于隧道、废水排水道、砂浆层、砂浆如干砂浆、抗下陷的可流动或自流平砂浆、排水装置砂浆和混凝土,或修补砂浆、灰浆如接缝灰浆、无收缩灰浆、瓷砖灰浆、注入灰浆、风车灰浆(风轮机灰浆)、锚固灰浆、可流动或自流平灰浆、ETICS(外保温复合系统)、EIFS灰浆(外保温饰面系统)、膨胀炸药、防水膜或胶凝泡沫。
本发明通过附图和以下实施例进一步说明。
图1示出了根据本发明的一个实施方案,在铝酸钙沉淀试验中,以mV计的光电流信号与CaCl2的用量时间的关系图。
方法
测试步骤——砂浆的微坍落度(mini-slump)
所用的步骤与DIN EN 12350-2类似,但修改为使用微坍落度锥筒(高度:15cm,底部宽度:10cm,顶部宽度:5cm),而不是传统的Abrams锥筒。将2L含水新拌建筑组合物填充到微坍落度锥筒中。混合后立即将锥筒完全填满。然后,将锥筒放在平面上,并提起,测量砂浆混合料的坍落度。通过调整超塑化剂的用量,将所有混合料的坍落度调整为11cm,以实现可比性。
测试步骤——混凝土的坍落度
所用的步骤与DIN EN 12350-2类似。通过调整超塑化剂的用量,将所有混合料的坍落度调整为22cm,以实现可比性。
测试步骤——砂浆的早期强度发展
将调整后的砂浆混合料分别填充到砂浆钢棱柱(16/4/4cm)中,在20℃的温度和65%的相对湿度下3小时后,获得硬化的砂浆棱柱。将硬化的砂浆棱柱脱模,并根据DIN EN196-1测量抗压强度。
测试步骤——混凝土的早期强度发展
将调整后的混凝土混合料分别填充到混凝土钢立方体(15/15/15cm)中,在20℃的温度和65%的相对湿度下3小时后,获得硬化的混凝土立方体。将硬化的混凝土立方体脱模,并根据DIN EN 12390-3测量3小时后的抗压强度。
测试步骤——混凝土的最终强度发展
将调整后的混凝土混合料分别填充到混凝土钢立方体(15/15/15cm)中,在20℃的温度和65%的相对湿度下3小时后,获得硬化的混凝土立方体。将硬化的混凝土立方体脱模,在20℃下在水浴中储存7天,然后在气候室中在20℃和65%的相对湿度下再储存21天。28天后根据DIN EN12390-3测量抗压强度。
测试步骤——凝固时间
根据DIN EN 480用维卡特针测定凝固时间。
测试步骤——耐久性
吸水率的测定与DIN 12390-9类似。将试样在气候室中储存28天,然后暴露于水。与干燥试样相比,7天后的吸水率以%测定。
根据DIN 12390-9(CDF试验)测定28个循环后的缩放(scaling),其表示抗冻融性。
为测定电阻率,将如上文获得的硬化28天的混凝土立方体置于水中2天。通过Proceq的Resipod仪器在混凝土立方体的两个相对的湿表面上测量电阻率,并计算出平均值。
为测定碳化深度,将如上文获得的硬化28天的混凝土立方体在碳化室中在20℃、65%的相对湿度和包含4%的二氧化碳的气氛下储存28天。随后,将混凝土立方体劈开,在断裂表面上喷洒酚酞。根据DIN EN 12390-10测定碳化表层。
测试步骤——铝酸钙沉淀试验
就铝酸钙沉淀试验而言,使用配备有高性能的pH电极(iUnitrode,带有Pt 1000,可从Metrohm获得)和光电传感器(Spectrosense 610nm,可从Metrohm获得)的自动滴定模块(Titrando 905,可从Metrohm获得)。首先,在自动滴定模块中,将400mL的1重量%的待测多元醇水溶液和20mL的1mol/L的NaOH水溶液的溶液在搅拌下平衡2分钟。然后,向其中加入50mL的25mmol/L的NaAlO2水溶液,再平衡2分钟,得到基本澄清的试验溶液。在下一步中,用0.5mol/L的CaCl2水溶液滴定试验溶液,CaCl2水溶液以2mL/min的恒定速率加入。在整个实验期间,温度保持恒定在20℃。记录到浑浊拐点所经过的时间。为此,绘制以mV计的光电流信号与CaCl2水溶液的用量时间的关系图。由该图,基线切线与曲线拐点后的曲线切线的交点确定为开始点。
实施例
参考实施例:多元醇的铝酸钙沉淀-抑制性能
在铝酸钙沉淀试验中,对各种多元醇的沉淀性能进行了评估。结果在下表中示出。对于对照组,使用400mL的重蒸馏水而非400mL的1重量%的多元醇水溶液。在浑浊开始之前的滴定终点(以最大钙浓度(以Ca2+计)表示)由到开始点的经过时间计算。图1示出了以mV计的光电流信号与CaCl2的用量时间的关系图。图1的曲线a)示出了在没有多元醇时(“空白”)的结果。图1的曲线b)示出了添加1%的三乙醇胺的结果。对于曲线b),示出了第一切线1(称为“基线切线”),和第二切线2。由基线切线1和第二切线2,可以确定以s计的开始点为基线切线1与第二切线2的交点。
所有重量%理解为%bwoc,即相对于胶凝粘合剂a)的质量计。在全部实施例中,使用WO 2019/077050的缓凝剂7作为乙醛酸脲缩聚物。下表示出了每100g所用不同水泥的可用铝酸盐的总量。胶凝粘合剂中可用铝酸盐的量通过X射线衍射(XRD)粉末图的Rietveld精修测定。只对矿物相C3A和C4AF进行评估。
制备砂浆混合料1至13,调整至相同的坍落度,并测量其早期强度发展和28天后的强度。此外,制备混凝土混合料14至20,调整至相同的坍落度,并测定其早期强度发展和28天后的强度。
混合步骤——砂浆混合料
将碎石(2至5mm)在烘箱中在70℃下干燥50小时。将砂(0至4mm)在140℃下干燥68小时。然后,将碎石和砂在20℃和65%的相对湿度下储存至少2天。将乙醛酸脲缩聚物、葡萄糖酸钠、NaHCO3和聚羧酸系超塑化剂(Master Suna SBS 8000,可从Master BuildersSolutions Deutschland GmbH获得)加入到总量的混合水中,以获得液态含水组分。随后,将碎石、砂、胶凝粘合剂、硬石膏(CAB 30,可从Lanxess获得)和石灰石加入到5L的Hobbart混合器中。将液态含水组分加入其中,并将混合物在1级(107rpm)下搅拌2分钟,在2级(198rpm)下再搅拌2分钟,以获得含水新拌建筑组合物。
混合步骤——混凝土混合料
将碎石(2至16mm)在烘箱中以70℃下干燥50小时。将砂(0至4mm)在140℃下干燥68小时。然后,将碎石和砂在20℃和65%的相对湿度下储存至少2天。将乙醛酸脲缩聚物、葡萄糖酸钠、NaHCO3和聚羧酸系超塑化剂(Master Suna SBS 8000或Master Glenium ACE 430,两者都可从Master Builders Solutions Deutschland GmbH获得)加入到总量的混合水中,以获得液态含水组分。随后,将碎石、砂、胶凝粘合剂、硬石膏(CAB 30)和石灰石加入到20L的Pemat混合器中。将液态含水组分加入其中,并将混合物在60rpm下搅拌4分钟,以获得含水新拌建筑组合物。
表1——砂浆混合料。
[1]以活性物质计的用量
[2]Karlstadt CEM I 52,5 R
[3]Couvrot CEM I 52,5 R
表1——砂浆混合料(续)。
*比较实施例例
[1]以活性物质计的用量
[2]Karlstadt CEM I 52,5 R
[3]Couvrot CEM I 52,5 R
[4]Burglengenfeld CEM I 52,5 R
[5]Spenner CEM I 52,5 R
[6]Aalborg White CEM I 52,5 R
表2——混凝土混合料。
*比较实施例
[1]以活性物质计的用量
[2]Karlstadt CEM I 52,5R
[3]Couvrot CEM I 52,5R
[4]Burglengenfeld CEM I 52,5R
表2——混凝土混合料(续)。
混凝土混合料# | 21* | 22 | 23 | 24 | 25 |
CEM I 52,5R[kg/m3] | 180 | 220 | 280 | 320 | 180 |
砂(0至4mm)[kg/m3] | 967 | 965 | 963 | 961 | 967 |
碎石(2至16mm)[kg/m3] | 909 | 908 | 905 | 904 | 910 |
可用铝酸盐(mol/100g水泥) | 0.064[7] | 0.064[7] | 0.064[7] | 0.064[7] | 0.092[2] |
布莱恩表面积[cm2/g] | 5200 | 5200 | 5200 | 5200 | 5000 |
石灰石粉(Dv90:26μm)[kg/m3] | 220 | 180 | 120 | 80 | 220 |
水[L/m3] | 126 | 126 | 126 | 126 | 126 |
水/胶凝粘合剂之比 | 0.70 | 0.58 | 0.45 | 0.40 | 0.70 |
硬石膏(CAB 30)[重量%] | 15 | 15 | 15 | 15 | 15 |
总可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比 | 0.47 | 0.47 | 0.47 | 0.47 | 0.61 |
Master Suna SBS 8000[重量%][1] | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
Master Glenium ACE 430[重量%][1] | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
丙三醇[重量%] | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
乙醛酸脲缩聚物[重量%][1] | 0.66 | 0.66 | 0.66 | 0.66 | 0.66 |
NaHCO3[重量%] | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 |
葡萄糖酸钠[重量%] | 0.077 | 0.077 | 0.077 | 0.077 | 0.077 |
3小时后的抗压强度[MPa] | 5 | 6 | 9 | 11 | 11 |
28天后的抗压强度[MPa] | 64 | 74 | 87 | 96 | 70 |
凝固时间[min] | 45 | 40 | 50 | 75 | 5 |
*比较实施例
[1]以活性物质计的用量
[2]Karlstadt CEM I 52,5R
[7]Milke CEM I 52,5R
[8]Karlstadt CEM I 52,5N
表2——混凝土混合料(续)。
*比较实施例[1]以活性物质计的用量
[2]Karlstadt CEM I 52,5R
[3]Couvrot CEM I 52,5R[8]Karlstadt CEM I 52,5N
[9]186kg/m3 Milke CEM I 52,5R+94kg/m3 Aalborg White CEM I52,5R
[10]94kg/m3 Milke CEM I 52,5R+186kg/m3 Aalborg White CEM I52,5R
一旦凝固开始,本发明的混合料就表现出快速的强度发展。因此,开放时间在很大程度上对应于凝固时间。
对选定的混凝土混合料进行耐久性试验。
表3——在水/胶凝粘合剂之比为0.63下的耐久性试验。
混凝土混合料# | 14 | 15 | 19* | 20* |
28天后的吸水率[%] | 0.52 | 0.9 | 1.01 | 1.40 |
28个循环后的缩放[g/m2] | 2645 | 2590 | 5420 | 4948 |
电阻率[kΩcm] | 8.3 | 8.3 | 2.2 | 5.2 |
碳化深度[mm] | 4 | 5 | 8 | 5 |
*比较实施例
显然,根据本发明的混凝土混合料14和15表现出比比较混合料19和20更好的吸水率和缩放,以及更高的电阻率和可比较的或有利地降低的碳化深度。
Claims (26)
1.一种水泥减量的建筑组合物,包含
a)胶凝粘合剂,所述胶凝粘合剂包含一种或多种硅酸钙矿物相和一种或多种铝酸钙矿物相,布莱恩表面积为至少3800cm2/g,量为每m3新拌建筑组合物180至400kg;
b)细粒材料,所述细粒材料的Dv90小于200μm,选自碱可活化粘合剂、岩粉和无机颜料或其混合物,总量为20至200重量份,
相对于100重量份的胶凝粘合剂a)计;
c)任选地,外来的铝酸盐源;
d)硫酸盐源;以及
e)多元醇,所述多元醇的量为0.3重量%至2.5重量%,相对于胶凝粘合剂a)的量计;
其中所述组合物含有以Al(OH)4 -计的可用铝酸盐,所述可用铝酸盐来自铝酸钙矿物相加上任选的外来的铝酸盐源,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物180至小于220kg,
则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.08mol,
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物220至小于280kg,
则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.06mol,以及
-如果胶凝粘合剂a)的量为每m3新拌组合物280kg或更多,则其总量为每100g胶凝粘合剂a)至少0.05mol;
并且总的可用铝酸盐与硫酸盐的摩尔比为0.4至2.0;
所述建筑组合物还包含:
f)钙矾石形成控制剂,其包含(i)乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物;以及(ii)(ii-a)硼酸盐源和(ii-b)碳酸盐源中的至少一种,其中碳酸盐源选自水溶解度为0.1g·L-1或更高的无机碳酸盐、有机碳酸酯及其混合物;以及
g)共缓凝剂,其选自(g-1)α-羟基单羧酸及其盐、(g-2)膦酸及其盐、(g-3)多羧酸及其盐,以及它们的混合物。
2.根据权利要求1所述的组合物,其中所述硅酸钙矿物相和所述铝酸钙矿物相构成所述胶凝粘合剂a)的至少90重量%,并且所述硅酸钙矿物相构成所述胶凝粘合剂a)的至少60重量%。
3.根据权利要求1或2所述的组合物,其中所述铝酸钙矿物相选自C3A、C4AF和C12A7,特别是C3A和C4AF。
4.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述胶凝粘合剂a)是波特兰水泥,特别是普通波特兰水泥(OPC)。
5.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述碱可活化粘合剂选自潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述岩粉是硅酸盐岩粉或碳酸盐岩粉,优选选自石灰石粉、白云石粉、玄武岩粉和石英粉。
7.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述无机颜料选自铁氧化物、二氧化钛、钴-铬-铝-尖晶石和铬(III)-氧化物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述细粒材料的Dv90小于150μm。
9.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述外来的铝酸盐源c)选自非含钙的铝酸盐源,例如铝(III)盐、铝(III)配合物、结晶氢氧化铝、无定形氢氧化铝;以及含钙的铝酸盐源如高铝水泥、硫铝酸盐水泥或合成铝酸钙矿物相。
10.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述硫酸盐源d)为硫酸钙源。
11.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述胶凝粘合剂a)的布莱恩表面积为至少4500cm2/g。
12.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中在铝酸钙沉淀试验中,所述多元醇抑制铝酸钙的沉淀直至钙浓度为75ppm,优选90ppm,在所述铝酸钙沉淀试验中,试验溶液在20℃下用0.5mol/L CaCl2水溶液进行滴定,所述试验溶液通过用20mL的1mol/L的NaOH水溶液和50mL的25mmol/L的NaAlO2水溶液补充400mL的1重量%的多元醇水溶液得到。
14.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述乙醛酸衍生物为乙醛酸聚合物,特别是乙醛酸缩合物,优选胺-乙醛酸缩合物,更优选三聚氰胺-乙醛酸缩合物、脲-乙醛酸缩合物、三聚氰胺-脲-乙醛酸缩合物和/或聚丙烯酰胺-乙醛酸缩合物。
15.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述乙醛酸、乙醛酸盐和/或乙醛酸衍生物(i)以0.2重量%至2重量%、优选0.3重量%至1重量%的总量存在,相对于所述胶凝粘合剂a)的量计。
16.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述无机碳酸盐选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸锂和碳酸镁;所述有机碳酸酯选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸甘油酯。
17.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述碳酸盐源(ii-b)以0.3重量%至1重量%、优选0.3重量%至0.5重量%的量存在,相对于所述胶凝粘合剂a)的量计。
18.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述α-羟基单羧酸盐为葡萄糖酸钠。
19.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中假设所有的羧基都是未中和的形式,所述多羧酸或其盐(g-3)的羧基的毫当量数为3.0meq/g或更高,优选3.0至17.0meq/g。
20.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述多羧酸选自膦酰基烷基羧酸、氨基羧酸和聚合羧酸。
21.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述组合物还包含
h)至少一种骨料。
22.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,还包含分散剂。
23.根据权利要求22所述的组合物,其中所述分散剂选自
-具有含碳骨架的梳型聚合物,含碳骨架上连接有悬挂的水泥锚固基团和聚醚侧链,
-具有含碳骨架的非离子梳型聚合物,含碳骨架上连接有悬挂的可水解基团和聚醚侧链,所述可水解基团在水解时释放出水泥锚固基团,
-多价金属阳离子如Al3+、Fe3+或Fe2+和聚合分散剂的胶体分散制剂,所述聚合分散剂包含阴离子和/或阴离子源性基团和聚醚侧链,并且所述多价金属阳离子以阳离子当量计以超化学计量量存在,基于聚合分散剂的阴离子和阴离子源性基团之和计,
-磺化三聚氰胺-甲醛缩合物,
-木质素磺酸盐,
-磺化酮-甲醛缩合物,
-磺化萘-甲醛缩合物,
-含膦酸酯的分散剂,
-含磷酸盐的分散剂,及
-其混合物。
24.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,其中所述建筑组合物包含少于5重量%、更优选少于3.5重量%、最优选少于2重量%的胶凝水化产物,相对于所述建筑组合物的总重量计。
25.根据前述权利要求中任一项所述的组合物,所述组合物以新拌的形式,包含的水的量为每m3新拌建筑组合物120至225L,优选每m3新拌建筑组合物130至180L。
26.根据权利要求25所述的组合物,根据DIN EN 196-1,所述组合物的3小时抗压强度在20℃下为至少10MPa。
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