[发明专利]制备水泥基材料的添加剂的方法，添加剂和包含添加剂的混合物

说明书

技术领域

本发明涉及由糖基材料制备水泥基材料的添加剂的方法，所得的添加剂和包含添加剂的水泥基材料。

背景

用于净浆、灌浆、砂浆和混凝土应用的外加剂

糖为碳水化合物的一种，例如蔗糖、葡萄糖、果糖、乳糖等。糖不仅是提供人类日常生活的营养和能量的重要来源，而且是多种工业的重要原料或添加剂。在建筑工业中，尤其是在净浆、灌浆、砂浆和混凝土应用中，由于具体工程要求，糖如蔗糖、葡萄糖和棉子糖已用作缓凝剂以减缓水泥水合。然而，直到现在，它们在净浆、灌浆、砂浆和混凝土应用中作为减水剂的应用仍是稀少的，即使它们具有一定减水能力。原因是它们可导致与常规减水剂相比强得多的水泥水合的缓凝效应。在这种情况下，几乎不能实现对混凝土凝结时间和强度发展的工程要求。

糖蜜为来自糖精制方法的不昂贵的下游副产物。长时间来，糖蜜的应用主要集中于饲养工业，其用作家畜的饲料。并且在过去几年中，它的应用已延伸至生物发酵工业，通过它，人们可制备氨基酸和生物乙醇。并且目前，糖蜜引起增长的关注，因为它在其它工业，尤其是建筑工业中具有相当大的潜力。如所注意到的，已报道了使用糖蜜作为缓凝剂，缓凝型减水剂用于混凝土应用的尝试。

然而，糖蜜在实际混凝土应用中几乎不能作为良好的减水剂。就这点而言，糖蜜的缓凝效应成为最大的障碍：当它以常规减水剂的正常用量使用时，混凝土凝结时间可能非常长，抗压强度发展可能非常慢。针对这一问题，报道了一些改进工作。标题为“缓凝型早强减水剂的制备方法及产品”的CN1067231A描述了使用糖蜜作为减水剂的方法。根据该方法，首先将糖蜜稀释至1.22-1.25°Be，然后加热至70-80℃。在与1-2%石灰混合以后，一些糖会与CaO反应，其导致产生所谓的“糖钙”。声称所谓的“糖钙”可得到明显的减水效果。然而，为抑制糖蜜的强缓凝效应，需要另外引入一定量的硫酸钠作为早期强度增强剂。

标题为“处理糖蜜生产用于混凝土增塑剂（减水外加剂）和水泥熟料研磨添加剂应用的“Molassperse”表面活性剂的方法（Molasses treatment for the‘Molassperse’surfactant production for concrete plasticizers(water reducing admixtures)and cement clinker grinding additives applications）”的WO2005/110941A1公开了两步水解处理方法的改进方法，其中使糖蜜分别在酸性和碱性条件下在较高的温度下经受水解。在水解以后，可将改性糖蜜的pH使用无机或有机酸或碱调节至所需水平。在该专利申请中描述了：

-在用酸性水解处理以后：将糖蜜中的多糖转化成单糖(还原糖)；一部分单糖转化成糖醛酸；且蛋白质转化成氨基酸；

-在用碱性水解处理以后：一些单糖转化成糖精酸和盐；糖醛酸转化成它们的盐；残余蛋白质降解成氨基碳酸和它们的盐；其它杂质借助皂化转化成可溶成分。

与未处理糖蜜相比，引入新组分，包括各种糖醛酸和糖精酸以及它们的盐。据说这些组分为有效的表面活性剂，其可有助于水泥的分散效果。

然而，已经发现这种改性糖蜜即使经过两步水解在混凝土试验中不能提供令人满意的初始坍落度和坍落保持性，这意味着它对水泥的分散能力，即减水能力不足够好。另外，尽管改性糖蜜的缓凝效应通过两步水解而与未改性糖蜜相比降低了，但改性糖蜜与木质素磺酸盐外加剂之间仍存在大的差距，意味着缓凝效应不能非常好地控制，其中木质素磺酸盐在性能上，在凝结时间方面，是用于净浆、灌浆、砂浆和混凝土的最流行但昂贵的减水剂。

用作通过研磨生产水泥的水泥添加剂

糖蜜用作通过研磨生产水泥的水泥添加剂。它可单独使用或与其它活性成分组合使用。已发现糖蜜本身具有一些对水泥颗粒的分散性能，并可用作简单的水泥研磨助剂。但更经常地，包含几种活性成分的复合水泥研磨助剂比单一成分更好。至于对于这类复合类型，分散性能可通过活性成分中的协同效果增强。

标题为“水泥复合增效剂”的CN1752046A公开了由65-85%硫酸氢钠、10-25%糖蜜和5-10%乙二醇组成的研磨助剂体系。声称良好的研磨效率可用该研磨助剂以0.05重量%熟料材料的用量实现。