处理粉煤灰的化合物及方法技术

本发明专利技术提供了用于处理粉煤灰的化合物，包括两性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化多元醇，以及其混合物，其中将被处理的粉煤灰掺入水泥混合物中，因此有效阻止吸收性碳。本发明专利技术还提供了处理水泥混合物中粉煤灰的方法，包括用上述任一种化合物或其混合物处理粉煤灰。本发明专利技术还提供了减少水泥混合物中波特兰水泥量的方法，包括将混合物中高达水泥总重量４０％的水泥用等量粉煤灰替代，其中所述粉煤灰根据上述方法处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及混凝土添加剂，更具体涉及用于处理水泥混合物中所用 的粉煤灰的化合物、组合物以及方法。
技术介绍
建筑和建造应用场合对混凝土不断增长的需求需要大量价格高的波特 兰水泥。为了减少制造混凝土所需的波特兰水泥量，需要替代化合物和组合 物。粉煤灰由燃煤锅炉中燃烧粉煤而产生。粉煤灰是一种细粉状颗粒材料， 它在烟道气中被携带走，并可以用静电沉降器或者包括旋风分离器在内的机 械式收集器从气体中收集起来。粉煤灰通常在废渣填埋场处理。粉煤灰可用作波特兰水泥掺合料(admixture),并可用作波特兰-火山灰 混合水泥的组分。当粉煤灰用于混凝土时，其应该具有足够的凝硬反应性， 并应该具有 一致的性质(consistent quality)。存在于波特兰水中的骨料和粘结 剂的混合物，举例来说，提高了结构的强度、承载能力和耐久性。具有凝硬 或者自粘结特性的粉煤灰，可用作混凝土添加剂，并可以替代一部分形成混 凝土所需的水泥。除了节省费用之外，添加粉煤灰也提高了混凝土的特性， 例如，降低渗透率，提高可加工性。为了用于波特兰水泥混凝土，粉煤灰必须满足美国材料试验学会ASTM C-618的要求，其中包括N、 F和C等级。F级，例如，碳含量为4.8°/。到12 %。粉煤灰的化学及物理特性受所燃烧煤炭的化学及物理特性和所用加工方法的影响。这些特性还受各种燃烧方法和相关的各种锅炉效率的影响。煤的四种类型是无烟煤、烟煤、亚烟煤和褐煤。粉煤灰的主要成分用烧失量(LOI)来确定。LOI是保留在粉煤灰中的未燃碳的量度，它表明混凝土中 用作水泥替代品的适宜性。通常，如果LOI大于6% ,则粉煤灰不符合ASTM 标准，因此不能用于混凝土。例如，不符合各别州运输部门用于混凝土要求 (通常相应于ASTM C- 618或者AASHTO 295)的粉煤灰，被认为是"等外 (off-grade)"，因为碳超过，例如，俄亥俄州、肯塔基州、印地安那州最大允 许的LOI值3%。从Beckjord发电站(俄亥俄州新里士满市的发电厂)获得的 粉煤灰，是就混凝土产品而言的等外粉煤灰的一个例子。其他变量，包括细 度和可变性是导致具体粉煤灰不符合ASTM或者美国州际公路运输协会 (American Association of State Highway Transportation Officials) (AASHTO)要 求的其他一些因素。夹杂空气是混凝土在水硬性水泥组合物如砂浆、砌筑水泥(masonry)和混 凝土中抵抗冷冻和融化条件的耐久性因素。因此，对混凝土或砂浆的长时间 耐久性来说，夹杂空气的存在是值得注意的。夹杂空气(entrained air)的特征 是基本上均匀分散于水泥浆中的球状空间，而截留空气(entrapped air)的特征 则是一些形状不规则的孔隙，它们通常尺寸不一致，但大于"夹杂"空气的空 隙。存在于粉煤灰中的碳(以及等外粉煤灰中的高碳含量)可能吸附表面活性 剂或者混凝土制造中所用的"夹杂空气的，，掺合料，因而使表面活性剂或者掺 合料不能用于预定目的，并且也减少水泥混合物中的夹杂空气。灰分中的残 余碳也可能干扰混凝土形成时的夹杂空气过程。水泥混合物或混凝土中存在粉煤灰有多种优点，包括减少用废渣填埋法 处理粉煤灰，从而保护自然资源；费用低于其他添加剂；而且降低硬化的混 凝土的渗透率和收缩。因为有干燥收缩小、水合热降低、水减少、碱性硅石 的反应性低，以及对硫酸盐侵蚀的抵抗力增加这些优点，所以其他优点包括 耐久性和长时间强度增加。此外，由于泌浆(bleeding)减少和分凝(segregation) 降低、流动性提高、以及终加工特性(finishingcharacteristic)提高，所以可加 工性也有所改进。另外，由于替代了一部分水泥，二氧化碳也减少了。用于处理水泥组合物所用的粉煤灰的化合物、组合物以及方法都仍然需要。专利技术概述简要地说，按照本专利技术的一个方面，处理粉煤灰用的化合物选自两性化 合物、烷基多糖苷、酉旨、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化多元醇，及其混合物，其中当粉煤灰经处理并掺入水泥混合物(cement admixture )中时，处理后的粉煤灰能有效阻止吸收性的碳(absorptive carbon)。按照本专利技术的另一方面，处理水泥混合物中粉煤灰的方法包括用选自两 性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、 烷氧基化多元醇及其混合物的化合物对粉煤灰进行处理。按照本专利技术的另 一方面，减少水泥混合物中波特兰水泥量的方法包括将 水泥混合物中高达波特兰水泥总重量的40 0/。用等量粉煤灰替代，所述粉煤灰 用选自两性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化 脂肪醇、烷氧基化多元醇及其混合物的化合物处理过。专利技术详述按照本专利技术的一个方面，处理粉煤灰用的化合物选自两性化合物、烷基 多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化多元醇， 及其混合物，其中当粉煤灰经处理并掺入水泥混合物时，处理后的粉煤灰能 有效阻止吸收性碳。该化合物可为两性化合物，而且也可能是甜菜碱。该化 合物可为烷基多糖苷(alkyl polyglycoside)，而且也可能是<:8-<:18烷基多糖苷 或Q-C!2烷基多糖苷。该化合物可为酯，而且也可能是甘油三酯。甘油三酯 可能含有4-22个碳的烷基链，或者含有14-18个碳的烷基链。甘油三酯可为 选自菜子油、大豆油、椰子油、妥尔油及其混合物的油。该化合物可为甘油 三酯衍生物，而且可为烷氧基化甘油三酯或者乙氧基化甘油三酯。该化合物 可为脂肪醇。该化合物可为烷氧基化脂肪醇。该化合物可为烷氧基化多元醇。按照本专利技术的另一方面，处理水泥混合物中粉煤灰的方法包括用选自两 性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、 烷氧基化多元醇及其混合物的化合物对粉煤灰进行处理。该粉煤灰可为等外 粉煤灰。按照本专利技术的另一方面，减少水泥混合物中波特兰水泥量的方法包括将 水泥混合物中高达波特兰水泥总重量的40%用等量粉煤灰替代，所述粉煤灰 已用选自两性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化多元醇及其混合物的化合物处理过。本文中所用的术语"包括(comprises， comprising, includes, including)","具 有(has, having)"或其任何其他变体(variation)，都是用来涵盖不排除的内含 物。举例来说，包括所列要素的制造方法、方法、制品或者装置，不必仅限 于那些要素，而可包括其他未明确列出的要素或者为这些制造方法、方法、 制品或者装置所固有的要素。此外，除非明确相反说明，术语"或者"指的是 包含性的"或者"，而不是排除性的"或者"。举例来说，A或B的情况满足下 面任何一种情况A是真实的(或存在)而B是不真实的(或不存在)；A是不 真实的(或不存在)而B是真实的(或存在)；以及A和B都是真实的(或存在)。本文中所用的术语"一种(a或an)"旨在描述本专利技术的要素和组分。这样 做只不过是为了方便且提供对本专利技术的一般性理解。本文中，这种描述应当 理解成包括一种或者本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于处理粉煤灰的化合物，该化合物选自：两性化合物、烷基多糖苷、酯、甘油三酯衍生物、脂肪醇、烷氧基化脂肪醇、烷氧基化多元醇，及其混合物，其中当粉煤灰经处理并掺入水泥混合物中时，处理后的粉煤灰有效阻止吸收性碳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛涧桦，詹姆斯H欧文，
申请(专利权)人：考格尼斯知识产权管理有限责任公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]