本发明专利技术涉及用于水泥胶结材料的外掺料，其适合于影响水泥胶结材料的流变性质。该外掺料包括具有主链的化合物，所述主链具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度。该至少一个第一官能度适于吸附至水泥胶结材料的水泥颗粒。该至少一个第二官能度适于对电场、磁场或电磁场的外部触发信号发生响应，从而影响水泥胶结材料的流变性质。通过影响该至少一个第一官能度与水泥颗粒的相互作用和/或通过影响水泥颗粒之间的颗粒间相互作用来影响流变性质。本发明专利技术还涉及包含这样的外掺料的水泥胶结材料。此外，本发明专利技术涉及用于控制或影响水泥胶结材料的流变性质的方法和系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于水泥胶结材料以影响水泥胶结材料的流变性质的外掺料专利
本专利技术涉及用于水泥胶结材料(胶凝材料，cementitiousmaterial)的外掺料(外加剂，admixture)，其适于主动影响水泥胶结材料的流变性质。本专利技术还涉及包含这样的外掺料的水泥胶结材料。此外，本专利技术涉及用于处理水泥胶结材料的方法以及用于处理水泥胶结材料的系统。
技术介绍
几十年来，混凝土建筑材料基于水泥、水和骨料三种组分，其中水与水泥的比率为混凝土性能的主要影响因素。近来，创新性外掺料的开发以及将这样的外掺料加入到混凝土中显著拓宽了混凝土的应用。外掺料可以被描述为加入到混凝土混合物中以增强混凝土的特定性质的化合物。然而，尽管加入外掺料可以影响混凝土的流变性，但是仍然存在当今混凝土的浇筑问题。这样的浇筑问题的实例包括泵故障和模板泄漏。在第一种情况下，混凝土在给定时间缺少流度，而在第二种情况下，混凝土在该特定时间处太容易流动。目前，仅可以被动地依赖于对未知数量的不同参数敏感的混凝土流变性，其中这些参数中的许多尚未被理解或仅被部分地理解。目前使用的外掺料仅允许通过它们的加入时间和剂量来调节流变性。以此方式，流变性是一种输出参数，在其真的重要时，即在混合阶段之后，在泵送和/或浇灌期间，不能对其进行主动调节。在尝试减少水泥胶结材料的浇筑问题时，已经提出了使用外部触发信号。第一种尝试包括水泥浆的在线超声搅拌以分散水泥颗粒，从而缩短混凝土的凝固时间。然而，这种方法仅允许加速水泥胶结材料的变硬，并且优选在与骨料混合之前应用于水泥浆。另一种方法使用以缠绕在管道外侧周围的线圈形式的电磁感应系统。通过控制经由电感器的电流，在流过管道的水泥胶结材料中感生磁场。感生的磁场导致混合水的空间重组，并且导致水泥胶结材料的粘度降低和流动速度增大。此外，EP3284879描述了一种方法，其中使包含粉碎的硅铝氧化物和激活剂(包括氢氧化物、碳酸盐或水玻璃)的水泥胶结材料经受外部施加的电场以影响水泥胶结材料的凝固时间。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供一种用于水泥胶结材料从而以主动方式控制或影响水泥胶结材料的流变性质的外掺料。本专利技术的另一个目的是提供一种用于水泥胶结材料的外掺料，该外掺料具有允许影响水泥胶结材料的流变性的官能度，该官能度可以在任何需要的时候(即在将外掺料加入到水泥胶结材料之后的任何时间，例如在混合期间、在混合之后、在泵送期间、在浇灌期间、在浇灌之后，例如在水泥胶结材料的凝固或硬化期间)被激活或钝化。本专利技术的另一个目的是提供一种用于水泥胶结材料的外掺料，该外掺料具有官能度，该官能度可以以可控方式可逆地影响水泥胶结材料的流变性质。本专利技术的又一个目的是提供一种用于水泥胶结材料的外掺料，该外掺料对硬化的水泥胶结材料的性质几乎没有影响或者基本上没有影响。本专利技术的又一个目的是提供一种用于水泥胶结材料的外掺料，该外掺料不诱导硬化的水泥胶结材料的结构或微观结构的实质性的不期望变化。此外，本专利技术的一个目的是提供一种用于在水泥胶结材料处理期间的任何时间控制或影响水泥胶结材料的流变性的方法。另外，本专利技术的一个目的是提供一种用于控制或影响水泥胶结材料的流变性的系统。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于影响水泥胶结材料的流变性质的外掺料。水泥胶结材料包含水泥颗粒。对于本领域技术人员来说明显的是，除了水泥颗粒以外，水泥胶结材料优选还包含水、骨料和任选的其他添加剂。外掺料包括具有主链的化合物，所述主链具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度。该化合物优选包括水溶性化合物。至少一个第一官能度适于与水泥胶结材料的水泥颗粒发生相互作用。优选地，至少一个第一官能度适于通过吸附至水泥胶结材料的水泥颗粒而与水泥胶结材料的水泥颗粒发生相互作用。至少一个第二官能度适于对外部触发信号发生响应，即适于在激活、钝化或改变外部触发信号时发生响应。外部触发信号包括电场、磁场或电磁场。第二官能度的响应可以是可逆的或不可逆的。至少一个第二官能度的响应是影响水泥胶结材料的流变性质。外部触发信号的激活、钝化或改变例如是通过影响至少一个第一官能度与水泥颗粒的相互作用(例如第一官能度对水泥颗粒的吸附)来影响水泥胶结材料的流变性质。备选地或另外地，外部触发信号的激活、钝化或改变是通过影响水泥颗粒之间的颗粒间相互作用(例如水泥颗粒之间的颗粒间距离)(同时至少部分地保持所述第一官能度和所述水泥颗粒之间的相互作用)来影响水泥胶结材料的流变性质。可能地，外部触发信号的激活、钝化或改变是通过影响至少一个第一官能度与水泥颗粒的相互作用(例如至少第一官能度对水泥颗粒的吸附)以及水泥颗粒之间的颗粒间相互作用(例如水泥颗粒之间的颗粒间距离)两者来影响水泥胶结材料的流变性质。主链可以包括任何类型的聚合物或聚合物基团。聚合物或聚合物基团是指包括衍生自低相对分子质量的分子的多个重复单元的结构。聚合物或聚合物基团的实例包括：聚酯，聚丙烯酸酯，聚氨酯，聚环氧乙烷，聚甲基丙烯酸酯，聚苯乙烯，丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、甲基丙烯酸酯和/或苯乙烯的共聚物，聚(丙烯酸异冰片酯)，聚丙烯腈，聚醚，聚乳酸，聚酰胺，聚酯酰胺，聚碳酸酯，聚硅氧烷，和/或这样的聚合物或聚合物基团的嵌段、梳形和/或星形共聚物。聚合物或聚合物基团可以例如被一个或多个侧链，例如聚氧化烯(polyoxyalkyne)侧链，如聚环氧乙烷(PEO)和/或聚环氧丙烷(PPO))取代或接枝。接枝可以包括但不限于酯、醚、酰胺和/或酰亚胺。化合物优选包括具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度的减水剂(塑化剂，plasticizer)，优选水溶性减水剂。更优选地，化合物包括具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度的高效减水剂(超塑化剂，superplasticizer)，优选水溶性高效减水剂。一种优选的影响至少一个第一官能度与水泥颗粒的相互作用的方式是通过影响至少一个第一官能度对水泥颗粒的吸附。可以通过提高至少一个第一官能度对水泥颗粒的吸附能力或通过降低至少一个第一官能度对水泥颗粒的吸附能力来影响至少一个第一官能度对水泥颗粒的吸附。一种优选的影响水泥颗粒之间的颗粒间相互作用(例如水泥颗粒之间的颗粒间距离)的方式是通过影响由化合物提供的(例如由第二官能度提供的)空间效应。第二官能度的空间效应例如由第二官能度的空间活性基团提供。影响空间效应可以包括提高或降低空间效应。一种备选的影响水泥颗粒之间的颗粒间相互作用(例如水泥颗粒之间的颗粒间距离)的方式是通过诱导化合物的第二官能度的重组(结构变化，reorganization)，例如通过诱导化合物的第二官能度之间的吸引或排斥。吸引或排斥包括例如磁性吸引或排斥。如以上所提到的，化合物包含至少一个第一官能度。可能地，化合物包含多于一个的第一官能度。在化合物包含多于一个的第一官能度的情况下，化合物的这些官能度可以相同，或者化合物可以包含多个不同的第一官能度，该多个不同的第一官能度例如本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于水泥胶结材料以影响所述水泥胶结材料的流变性质的外掺料，所述水泥胶结材料包含水泥颗粒，所述外掺料包括具有主链的化合物，所述主链具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度，所述至少一个第一官能度适于吸附至所述水泥颗粒，所述至少一个第二官能度适于通过激活、钝化或改变外部触发信号而发生响应，所述外部触发包括电场、磁场或电磁场，所述至少一个第二官能度的所述响应是通过影响所述至少一个第一官能度对所述水泥颗粒的所述吸附和/或通过影响所述水泥颗粒之间的颗粒间相互作用来影响所述水泥胶结材料的所述流变性质。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20181029 EP 18203032.01.一种用于水泥胶结材料以影响所述水泥胶结材料的流变性质的外掺料，所述水泥胶结材料包含水泥颗粒，所述外掺料包括具有主链的化合物，所述主链具有至少一个第一官能度和至少一个第二官能度，所述至少一个第一官能度适于吸附至所述水泥颗粒，所述至少一个第二官能度适于通过激活、钝化或改变外部触发信号而发生响应，所述外部触发包括电场、磁场或电磁场，所述至少一个第二官能度的所述响应是通过影响所述至少一个第一官能度对所述水泥颗粒的所述吸附和/或通过影响所述水泥颗粒之间的颗粒间相互作用来影响所述水泥胶结材料的所述流变性质。
2.根据权利要求1所述的外掺料，其中所述化合物包括水溶性化合物。
3.根据权利要求1或2所述的外掺料，其中所述至少一个第一官能度包括至少一个带负电荷的官能团。
4.根据前述权利要求中任一项所述的外掺料，其中所述至少一个第二官能度提供空间效应，并且适于对外部触发信号发生响应，由此改变所述至少一个第二官能度的所述空间效应。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的外掺料，其中所述至少一个第二官能度包括包含至少一个局部位点或基团的化合物，所述至少一个局部位点或基团通过激活、钝化和/或改变所述外部触发信号而适于被氧化或适于被还原。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的外掺料，其中所述第二官能度包括至少一种可磁化组分。
7.一种水泥胶结材料，所述水泥胶结材料包含如权利要求1至6中任一项所定义的外掺料。
8.根据权利要求7所述的水泥胶结材料，其中所述外掺料以低于所述水泥胶结材料的水泥含量的5质量％的浓度存在。
9.一种用于控制或影响水泥胶结材料的流变性质的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供包含如权利要求1至6中任一...
【专利技术属性】
技术研发人员：卡雷尔·莱萨格，格特·德许特，
申请(专利权)人：根特大学，
类型：发明
国别省市：比利时;BE
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