含有经超塑化剂(预)处理的碳酸钙基填料的水泥、灰泥、混凝土组合物的制备方法，所得到的组合物及水泥产品及其用途技术

本发明专利技术涉及一种制造公知类型的水泥/灰泥/混凝土（简称：“水泥”）组合物或体系（下文简称为“水泥”组合物或体系）的方法，其中填料包含“碳酸钙基填料”或由“碳酸钙基填料”组成，该方法包含至少一个如下步骤：用有效处理量的至少一种处理剂处理所述填料，该处理剂由超塑化剂组成或包含超塑化剂。本发明专利技术的主要目的在于建立一种旨在提供改良的“高效能”流体水泥或灰泥或混凝土体系或组合物的方法，所述体系或组合物具有改良的密实度、改良的流动性，且总而言之，最终体系的特性具有明确改良的“可加工性”及“规律性”。本发明专利技术亦涉及一种用于“水泥”组合物的填料，其特征为若该填料由碳酸钙基填料或其掺合物组成或包含碳酸钙基填料或其掺合物，则其被“有效量”的至少一种超塑化剂预处理过。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水泥组合物、水泥质组合物、水硬性粘合剂组合物、灰泥组合物、混凝土“组合物”(或下文等效地称为“体系”)的领域，亦即水泥/水硬性粘合剂、灰泥、混凝土型组合物(或“体系”)的领域，所述组合物含有至少一种碳酸钙型微粒矿物质作为填料，及其应用，以及相应的水泥、灰泥、混凝土产品或元件，该填料因作为本专利技术基本部分的方法而根据本专利技术被“升级”至“工业”级或“高效能”(“HP”)级。本专利技术涉及一种制造所述水泥、水硬性粘合剂、灰泥、混凝土组合物或“体系”(这些术语在本申请及权利要求中以等效形式使用)的特定方法，由其得到的组合物、水泥、灰泥及混凝土产品，及其应用。现有技术据知，水泥体系(或等效地称为“组合物”)为包含水泥粒子、混合水(或如本领域技术人员已知，等效地称为不干扰该体系的混合水性组合物)、填料、各种任选的且常用的添加剂(诸如输气剂、缓凝剂、促凝剂等)和如本领域技术人员熟知的任何常规添加剂的体系。灰泥体系另外含有惰性骨材，通常为砂。混凝土体系另外仍含有砾石。上述内容为普遍知晓且常用的知识。 为简单起见，且亦由于本专利技术涉及适于改良或“升级”这三个体系中的任一者的特性的添加剂的用途，故术语“水泥体系”(或“组合物”)在下文中将用于涵盖上述三个主要种类的组合物或“体系”，亦即水泥、水泥质、水硬性粘合剂、灰泥或混凝土组合物或体系中的任一者。本领域技术人员将能够鉴于砂和/或砾石的存在或不存在而了解体系是否为水泥、灰泥或混凝土组合物。由于砂及砾石为惰性材料，且因此不会显著干扰本专利技术，故可能作此简化。亦指出，即使在下文中提供关于例如“水泥体系”的信息，该信息做必要的修正，亦适用于四种其他种类的体系中的任一者。体系之间的唯一差异在于存在或不存在砂和/或砾石。在所述组合物中，常常使用流化剂。在此领域中，CHRYSO的EP0663892无疑为最相关文献，其公开了用于不含水凝性或水硬性粘合剂浆料的矿物质悬浮液的流化剂聚合物。所列举的应用为纸张涂料、油漆，及合成树脂或橡胶组合物。根据该现有技术，已知添加流化剂至矿物质微粒悬浮液中以降低其粘度，且尤其对于纸张应用，此得到高矿物质浓度、更好的可加工性，且此降低干燥能量。举例而言，其与碳酸钙悬浮液结合使用。亦已知，添加所述流化剂至“水泥”(在上文中以宽泛含义说明)浆料中，这一次的目的是降低其水含量，且在凝固后得到具有“更致密结构”的“水泥”组合物。所遭遇的问题为:电解质的影响，其降低流化作用且迫使增加流化剂的量(伴随着成本增加)，且对于“水泥”，增加了不会负面地改变水泥组合物的凝固特征(而非其最终特性)的需要。一些熟知流化剂为超塑化剂或塑化剂。在此领域中，CHRYSO的 EP0663892 为相关的，且 FR2815627、FR2815629 及W02008/107790同样相关，它们亦公开了所关注的超塑化剂。一些已知流化剂对凝固时间影响较小，但仍无法令人满意，诸如磺化萘及甲醛或三聚氰胺-甲醛与磺化化合物的缩合产物。这些产物中的一些亦为超塑化剂，但并非优选的。又，EP0099954涉及由包含至少一个芳环的氨基磺酸与带有若干胺官能基的含氮化合物及甲醛缩合而制成的流化剂。据称，所述流化剂不会过度延迟水泥组合物的凝固，但所述流化剂在达到其“活性”时对电解质高度敏感。它们亦可以低浓度得到，通常以干重计不超过约40%，因为任何浓度增加转而会使它们的粘度增至不可容许的程度。所要特性的概述列于上述EP的第3页第15行及其以下行中。亦已知，添加填料至水泥、水硬性粘合剂、水泥质或混凝土或灰泥组合物或“体系”中。添加所述填料的目的在于填充粒子之间的空隙，降低总成本，及大大改良称为“稠度”的特性(稠度为所述体系易于或不易流动或“自流平(self-level)”的能力)和称为“密实度”的特性(密实度为最终组合物中干物质的百分比(该百分比愈高，密实度愈好))。 在本专利技术中，所述可用填料定义为“碳酸钙基填料”，亦即，在本申请及权利要求中，仅含有碳酸钙(可能具有各种来源，诸如各种天然岩石或各种PCC)，此意谓不含本领域技术人员已知的其他不同类型填料，诸如高岭土、膨润土等，且所述填料优选(当填料为GCC或含有GCC时)由碳酸岩提供或更一般而言由包含以重量(干重)计至少50-65%、优选超过80%、甚至更佳超过90%的CaCO3的矿物质材料提供；这些填料选自:-天然碳酸钙或重质碳酸钙(GCC)，诸如(但不限于)来自大理石、白垩、方解石或来自其他天然及熟知形式的天然碳酸钙(其优选满足上述％标准)的GCC ；-PCC，其为沉淀碳酸钙，且视熟知沉淀/制造方法而定呈各种熟知形式；-或所述含CaCO3岩石或矿物质材料彼此的混合物以及GCC与PCC的掺合物或混合物。GCC/PCC比率可选自以干重计0-100至100_0%，优选以干重计30-70至70/30%。“填料”通常具有以下特性:-纯度(亚甲基蓝测试)低于10g/kg，优选低于3_5g/kg，优选低于1-1.5g，最关注的值为1.2g/kg。-平均直径或d5(l处于约1-3至30-50微米的范围内，如通过使用Malvern2000PSD设备/方法所量测。-布莱因表面(Blainesurface),其为填料的特有特征，如所熟知，处于180-2000m2/kg、优选300至800m2/kg的范围内，根据EU标准(欧洲标准EN196-6)所量测。如所知，“水泥”(以上述宽泛含义)组合物或“体系”主要由以下制成:水泥(或水泥质组合物或水硬性粘合剂)+允许凝固但不干扰体系的混合水或混合水性组合物+任选的(通常为惰性)的微粒和/或纤维填料+惰性聚结物(诸如任选地存在的砂+任选地存在的惰性砾石)(加上任选地存在的在本申请中既未详细亦未完整提及的熟知添加剂，诸如促凝剂、缓凝剂、输气剂等)+旨在匹配最终使用者的确切需要的各种“常规”添加剂。诸如砂、惰性砾石或“总合(all-1n)”骨材的骨材为通常使用的已知材料，此处无需加以描述。如上文所论述，本专利技术亦等效地涉及(为简单起见，在通用术语“水泥”下)灰泥组合物或“体系”(如上文，包括骨材，如砂，但无砾石)及水泥组合物(如同上文，但无砾石亦无砂)。“主要”在此处意谓体系可含有一些杂质或本申请中未提及的痕量添加剂或佐剂，诸如输气剂、促进剂、延迟剂等。 “混合水”在本专利申请中应意谓普通混合水或主要为水加上常用添加剂的水性混合组合物，其允许“水泥”组合物正常凝固，而不干扰总体组合物的其他特性，或仅经由添加剂而改良一些常用特性。本专利技术中的“填料”已在上文明确定义，其为呈任何已知形式(亦即GCC和/或PCC)的填料，其含有 仅CaCO3微粒材料，加上任选地存在的一些其他惰性填料粒子或纤维材料(诸如大麻等)，但不含其他类型填料，诸如高岭土、膨润土等及其各种掺合物。在整个申请及权利要求中，“惰性”应意谓材料对本专利技术方法及所得到的组合物、产品及应用具有不显著(或可忽略)的影响或干扰。考虑到所涉及的成分，此将易于为任何本领域技术人员所了解。迄今，现有技术的“水泥”(以如上文所定义的宽泛含义)体系因此主要由以下制成:水泥(或水硬性粘合剂或水泥质组合物)+混合水(或不干扰体系的混合水性组合物)+任选地存在的骨材(诸如砂+任选地存在的5乐石)本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2010.08.24 EP 10008803.8;2010.11.17 US 61/414,5081.一种制造含有填料的公知类型的水泥/灰泥/混凝土 (简称:“水泥”)组合物或体系(下文简称为“水泥”组合物或体系)的方法，其中所述填料由“碳酸钙基填料”组成，其特征为，该方法包含至少一个如下步骤:用有效处理量的至少一种处理剂处理所述填料，所述处理剂由超塑化剂和任选的降低成本有效量的至少一种塑化剂和任选的输气剂、消泡剂、缓凝剂或促凝剂组成。2.权利要求1的方法，其特征为所述填料在引入捏合或混合装置之前被进行有效处理(“预处理”，亦称为“初始处理”)，诸如在外部混合实验室设备中或在工业规模上于工业装置中进行。3.权利要求1的方法，其特征为所述填料在已引入捏合或混合装置之后被进行有效处理(“内部处理”)，其中所述填料和有效量的所述处理剂被同时或以使得所述填料及该有效量的所述处理剂分别地、但在极接近的位置和时间引入的方式引入该捏合或混合装置中。4.权利要求1的方法，其特征为所述填料在引入捏合或混合装置之前被部分地进行有效处理(“部分预处理”)且在以预处理状态引入该混合或捏合装置之后部分地进行有效处理，总共两个部分处理就处理或表面覆盖而言为“有效的”(“混合处理”)，其中第二部分或量的所述处理剂与经预处理的填料同时或以使得所述经预处理的填料及该第二部分的所述处理剂分别地、但在极接近的位置和时间引入的方式引入该捏合或混合装置中。5.权利要求1的方法，其特征为所述填料的一部分按权利要求2所述进行有效预处理且所述填料的第二部分按权利要求3所述在捏合或混合装置内部进行有效处理。6.权利要求4和5的方法，其特征为相应量或比例的处理超塑化剂直接添加至该捏合或混合装置中以进行该第二部分处理。7.权利要求1一 6中任一项的方法，其特征为至少一部分有效量的处理超塑化剂或该有效量的全部与所述填料在通向该捏合或混合装置的称重装置上混合。8.权利要求1-7中任一项的方法，其特征为所述填料由碳酸钙或其掺合物制成，亦即主要为GCC或PCC或GCC掺合物或PCC掺合物或GCC与PCC的掺合物。9.权利要求1或2的方法，其特征为(在所谓的“预处理”模式中): a)提供如以上权利要求8所定义的干燥碳酸钙填料粉末； b)将所述填料与有效量的至少一种超塑化剂混合，由此产生经预处理的填料； c)将所述经预处理的填料引入已含有混合水或混合水组合物的捏合或混合装置中，该混合水组合物可能含有常规或“非干扰性”添加剂(“混合水组合物”)(下文简称为“混合水，，); d)任选地在该步骤c)之前或之后，优选在之前，添加诸如砂和/或砾石的骨材，及可能存在的不干扰该处理的输气剂、缓凝剂、促凝剂、消泡剂或佐剂； e)在有效时间段内捏合或混合该装载物； f)回收该“水泥”组合物。10.权利要求1或2的方法，其特征为如下“内部处理”模式: a)提供如上述权利要求8所定义的干燥碳酸钙基填料粉末； b)将所述未经处理的填料引入已含有有效量的至少一种超塑化剂(或在刚刚引入所述未经处理的填料之后接收超塑化剂)、混合水或混合水组合物的捏合或混合装置中，该混合水组合物可能含有输气剂、缓凝剂、促凝剂、消泡剂(“混合水组合物”)(下文简称为“混合水，，); c)在有效时间段内捏合或混合该装载物； d)任选地在该步骤c)之前或之后，优选在之前，添加诸如砂和/或砾石的骨材，及可能存在的不干扰该处理的输气剂、缓凝剂、促凝剂、消泡剂或佐剂； e)回收该“水泥”组合物。11.权利要求1或3的方法，其特征为如下“混合处理”模式: a)提供如上述权利要求8所定义的干燥碳酸钙填料粉末； b)将所述填料与一部分有效处理量的至少一种超塑化剂混合，由此产生经部分预处理的填料； c)将所述经部分预处理的填料引入已含有混合水或混合水组合物的捏合或混合装置中，该混合水组合物可能含有输气剂、缓凝剂、促凝剂、...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·斯科弗比，P·戈农，
申请(专利权)人：OMYA发展股份公司，
类型：
国别省市：