砂质量对矿物粘结剂组合物中增塑添加剂的影响的测试方法技术

在增塑添加剂吸附方面表征砂的方法，包括以下步骤：a)提供具有限定浓度的增塑添加剂的增塑添加剂含水混合物；b)确定所述含水混合物的特征，其中所述特征与所述含水混合物中所述增塑添加剂的比例相关；c)使待分析的砂样品与所述含水混合物或其样品接触，使得所述砂样品完全浸入所述含水混合物或其样品中；d)从步骤c)的混合物中取得上层清液样品；e)确定所述上层清液样品的与步骤b)中相同的特征；f)将步骤b)中获得的含水混合物或其样品的特征与步骤e)的上层清液样品的特征进行比较，以确定所述特征是否彼此相差超过预定阈值。特征是否彼此相差超过预定阈值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】砂质量对矿物粘结剂组合物中增塑添加剂的影响的测试方法


[0001]本专利技术涉及在增塑添加剂吸附方面表征砂的方法。此外，本专利技术涉及矿物粘结剂组合物的制备方法。

技术介绍

[0002]砂质量对砂浆或混凝土性能具有很大影响，并且可能引起各种问题，例如增加的需水量、对增塑添加剂的高需求、渗出和可泵送性问题。一些砂甚至产生多个彼此干扰的问题。
[0003]可以确定问题砂的几个主要原因，这些原因对混凝土的可加工性产生了负面影响：低细粒、高细粒、颗粒形状不良、吸水率和增塑添加剂的吸附性。
[0004]特别地，吸附物质(例如粘土)的存在导致砂中的不期望的影响，其表现为例如对水的更高需求和对增塑添加剂(特别是超增塑剂，例如聚羧酸盐醚(PCE))的吸附的更高需求。由于这种增塑添加剂插入吸附性粘土的结构中，所以从用包含这种粘土的砂生产的砂浆或混凝土组合物中有效地除去这些添加剂。因此，具有给定剂量的增塑添加剂的砂浆或混凝土组合物的可加工性显著降低。
[0005]为了识别砂的吸附问题，通常使用所谓的"亚甲基蓝(MB)测试"，并在标准(EN 933
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9，ASTM 837
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09)中进行了描述。亚甲基蓝是阳离子染料，其对带负电荷的表面，特别是粘土具有强亲和力。这种亲和力直接取决于砂中的粘土含量和粘土的性质。然而，在实践中，证明这种间接测试并不总是足够具体地预测增塑添加剂如PCE的吸附。具体地，高MB值可能表明存在膨胀粘土，但也可能由于富Fe矿物的存在而错误地误报。此外，为了判断砂是否是关键的而需要确定的绝对MB值强烈地取决于砂的矿物学组成。如果砂组成是未知的(非常经常)，则MB值可能是误导性的。通常，不可能区分PCE吸附砂和水吸附砂。
[0006]在这方面，WO 2020/109231 A1(Chryso)描述了一种不同的方法，其基于包含与染料连接的MPEG
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5,000链的特殊化合物，由此所述PEG链可以被砂中存在的粘土吸附。然后可以进行光度测量以找出多少化合物被粘土吸附。因此，所吸附的化合物的比例可视为所关注的砂中粘土浓度的量度。然而，这不是一种实用的方法，因为它也不总是足够具体地预测增塑添加剂的吸附。
[0007]此外，迄今为止已知的所有可用的砂表征方法的共同之处在于，它们仅能够指示砂可能具有高或低的吸附行为。然而，这些方法通常仅指示吸附行为，而没有区分吸附类型。具体地，大多数已知方法通常不能以足够精确的方式指示砂是否吸附增塑添加剂、混合水或这两者。
[0008]因此，需要开发减少或克服上述缺点的新的和改进的解决方案。

技术实现思路

[0009]本专利技术的一个目的是提供一种改进的方法，其允许在增塑添加剂，尤其是基于聚羧酸盐醚的添加剂的吸附方面表征砂。特别地，所述方法应允许区分增塑添加剂的吸附和
水的吸附。优选地，所述方法应尽可能快且简单，且优选地允许直接测量所关注的砂对增塑添加剂且优选也对水的吸附特性。理想地，所述方法还应适用于预测有效的缓和剂和/或缓和策略，其允许在实际条件下以可靠和有针对性的方式缓和砂的负面影响，尤其是在矿物粘结剂组合物中。
[0010]已经令人惊讶地发现，本专利技术的问题可以通过权利要求1的特征来解决。因此，本专利技术的核心是在增塑添加剂的吸附方面，优选在增塑添加剂的吸附和水吸附方面表征砂的方法，所述方法包括以下步骤：
[0011]a)提供具有限定浓度的增塑添加剂的增塑添加剂含水混合物；
[0012]b)确定所述含水混合物的特征，其中所述特征与所述含水混合物中所述增塑添加剂的比例相关；
[0013]c)使待分析的砂样品与所述含水混合物或其样品接触，使得所述砂样品完全浸入所述含水混合物或其样品中；
[0014]d)从步骤c)的混合物中取得上层清液样品；
[0015]e)确定所述上层清液样品的与步骤b)中相同的特征；
[0016]f)将步骤b)中获得的含水混合物或其样品的特征与步骤e)的上层清液样品的特征进行比较，以确定所述特征是否彼此相差超过预定阈值。
[0017]简而言之，在本专利技术的方法中，将砂样品与增塑添加剂的限定的含水混合物混合，并且通过比较增塑添加剂的相同或相同含水混合物在与砂相互作用之后的特性来识别所述增塑添加剂的任何潜在吸附。在本方法的某些执行方式中，即使不需要采用大且昂贵的设备，本专利技术的方法也为用户提供廉价且快速的方式，以识别给定砂对增塑添加剂的吸附潜力。与MB测量相反，本专利技术方法更可靠，因为它基于所考虑的砂和增塑添加剂之间的直接相互作用。特别地，与MB测试或其它已知测试相反，本专利技术的方法不是基于间接测量，而是基于给定砂对实际增塑添加剂的吸附性质的直接测量。
[0018]本专利技术方法允许直接识别砂是否吸附增塑添加剂，特别是PCE。此外，它可以用于有效地调节增塑添加剂的浓度和/或用于选择有效的缓和剂和/或缓和策略，例如特殊的减水型PCE和/或粘土封闭剂，以便用给定砂优化砂浆或混凝土性能。
[0019]与已知的途径(例如在WO 2020/109231 A1(Chryso)中提出的方法)相比，本专利技术的解决方案证明稳健得多。不希望受到理论束缚，这可能解释如下：通过使用PEG封端的染料来表征给定砂的吸附行为，在一定程度上模拟具有PEG侧链的PCE经由侧链在膨胀粘土中的插入。然而，这种途径忽略了PCE可以经由它们的阴离子主链吸附在带正电荷的表面上，例如吸附在由于钙吸附层而具有正ζ电势的带负电荷的粘土或水泥水合物上。因此，当与PCE相比时，吸附到此种表面上的非离子PEG链的比例可能更小。
[0020]与WO 2020/109231 A1(Chryso)中描述的途径相反，本专利技术方法使用真实增塑添加剂作为测试物质。因此，在更接近真实条件的条件下，例如在矿物粘结剂组合物中存在的条件下，测试给定砂的吸附行为。
[0021]此外，本专利技术方法允许区分增塑添加剂的吸附和混合水的吸附。这是非常重要的，因为例如纯水吸附砂通常需要与吸附增塑添加剂本身的砂不同的缓和策略。特别地，本专利技术方法允许为砂问题的某种技术原因提供正确的缓和剂和/或策略。因此，可以避免例如设计用于惰性化膨胀粘土以减少PCE吸附的牺牲添加剂被提出用于与非膨胀粘土(其主要引
起纯水吸附)相关的问题。
[0022]例如，如果某种矿物粘结剂组合物显示出高需水量，则采用用于矿物粘结剂组合物的砂的本专利技术测试直接表明高需水量是否是归因于增塑添加剂的吸附。如果测试是阳性的(即测试表明增塑添加剂的吸附)，则高需水量必须至少部分是由于增塑添加剂的吸附。如果测试为阴性(即测试表明没有吸附增塑添加剂)，则可以排除增塑添加剂的吸附，并且高需水量必须是由于水吸附。因此，取决于测试的结果，可以以目标方式选择适当的缓和剂和/或策略。
[0023]更具体地，利用本专利技术的方法，砂对矿物粘结剂组合物的负面影响，例如对混凝土性能的负面影响，可以通过选择适当类型和量的缓和剂和/或通过选择特定修改的缓和策略，例如用于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.在增塑添加剂吸附方面表征砂的方法，包括以下步骤：a)提供具有限定浓度的增塑添加剂的增塑添加剂的含水混合物；b)确定所述含水混合物的特征，其中所述特征与所述含水混合物中所述增塑添加剂的比例相关；c)使待分析的砂样品与所述含水混合物或其样品接触，使得所述砂样品完全浸入所述含水混合物或其样品中；d)从步骤c)的混合物中取得上层清液样品；e)确定所述上层清液样品的与步骤b)中相同的特征；f)将步骤b)中获得的含水混合物或其样品的特征与步骤e)的上层清液样品的特征进行比较，以确定所述特征是否彼此相差超过预定阈值。2.根据权利要求1的方法，其中，如果步骤f)的比较显示所述含水混合物或其样品的特征与所述上层清液样品的特征彼此相差超过给定阈值，则重复步骤c)至f)，由此在步骤c)中使用包含改变浓度的增塑添加剂和/或包含限定浓度的缓和剂的不同含水混合物。3.根据权利要求2的方法，其中继续所述重复，直到步骤f)中的比较显示含水混合物或其样品的特征和上层清液样品的特征彼此相差小于给定阈值，其中优选在每次重复中改变增塑添加剂的浓度和/或缓和剂的类型和/或其浓度。4.根据权利要求2
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3中任一项的方法，其中提供用于制备矿物粘结剂组合物的外加剂，其中所述外加剂包含根据权利要求2
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3中任一项所述的方法得到的比例的增塑添加剂和/或缓和剂，特别是根据权利要求3的方法的最后一次重复得到的比例的增塑添加剂和/或缓和剂。5.根据权利要求1
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4中任一项的方法，其中本发明方法另外包括另外的步骤a')，其包括以下子步骤：(i)确定包含待分析的砂和增塑添加剂的矿物粘结剂组合物的需水量；(ii)将在子步骤(i)中确定的需水量与给定矿物粘结剂组合物的标准需水量进行比较。6.根据权利要求1
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5中任一项的方法，其中在步骤d)期间和/或之后，尤其通过过滤和/或离心从上层清液样品中除去细粒，尤其是粒度<125μm，尤其是<63μm，特别是<2μm的细粒。7.根据权利要求1
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6中任一项的方法，其中：
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在步骤b)中，制备包含步骤a)的含水混合物的样品和限定比例的矿物粘结剂，特别是水泥的含水浆料，其中水与矿物粘结剂具有给定比例(w/c)；和将所述含水浆料的流变学参数，特别是坍落流动确定为所述含水混合物的样品的特征；和
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在步骤e)中，用与步骤b)中相同的矿物粘结剂和作为水的上层清液制备另一种含水浆料，其中水或上层清液的比例分别与步骤b)中相同，和将步骤b)中相同的流变学参数，特别是坍落流动，确定为上层清液样品的特征。8.根据权利要求7的方法，其中选择步骤a)中增塑添加剂的浓度，以在矿物粘结剂的预定比例和水与矿物粘结剂的预定比例(w/c)下实现步骤b)中产生的浆料的预定流变学参数，特别是预定坍落流动。9.根据权利要求1
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8中任一项的方法，其中在步骤b)和e)中，将所述含水混合物或所述上层清液样品的总有机物含量确定为所述特征。
10.根据权利要求1
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9中任一项的方法，其中在步骤a)中，制备pH为11
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14，特别是12
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【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：SIKA技术股份公司，
类型：发明
国别省市：