水泥組合物以及外加劑的制作方法
【專利摘要】一種水泥組合物，包括至少一種水泥材料和/或凝硬性材料和至少一種脫糖糖漿。一種制備水泥組合物的方法，包括形成水、至少一種水泥材料和/或凝硬性材料以及至少一種脫糖糖漿的混合物。一種用于水泥組合物的外加劑，包括：(i)至少一種脫糖糖漿；和(ii)至少一種烷醇胺和/或至少一種多羥基烷基胺。
【專利說明】水泥組合物以及外加劑
[0001]用于水泥組合物的外加劑為各種不同的制劑，并且用于實現(xiàn)許多不同的目的。外加劑通常包括納入至水泥組合物以使水泥組合物具有特定物理特性的材料，所述物理特性例如(但不限于)一旦組合物開始凝固后提高其強度、降低對于組合物充分的可加工性所需的水量，或改變組合物凝固所需的時間。
[0002]水泥組合物行業(yè)不斷尋求新的外加劑，所述外加劑使得制備組合物的方法更有效并且改進了所得的水泥組合物。
[0003]圖1為不含外加劑的水泥漿與含有甜菜糖漿和脫糖的甜菜糖漿的水泥漿相比放熱速率的圖示。
[0004]圖2為含有甜菜糖漿的水泥組合物與含有脫糖的甜菜糖漿的水泥組合物相比凝固時間的圖示。
[0005]圖3為含有飛灰的樣品水泥組合物的坍落度數(shù)據(jù)的圖示。
[0006]圖4為含有和不含有飛灰的樣品水泥組合物的凝固時間數(shù)據(jù)的圖示。
[0007]圖5為含有礦渣的樣品水泥組合物的抗壓強度數(shù)據(jù)的圖示。
[0008]圖6為含有和不含有飛灰的樣品水泥組合物的抗壓強度數(shù)據(jù)的圖示。
[0009]圖7為含有和不含有礦渣的樣品水泥組合物的抗壓強度數(shù)據(jù)的圖示。
[0010]圖8為含有和不含有礦渣的樣品水泥組合物的抗壓強度數(shù)據(jù)的圖示。
[0011]本發(fā)明提供了一種含有至少一種脫糖糖漿的外加劑和/或水泥組合物。本發(fā)明還提供了一種制備水泥組合物的方法，所述方法包括形成水、至少一種水泥材料和/或凝硬性(pozzolanic)材料，以及至少一種脫糖糖衆(zhòng)的混合物。
[0012]如本發(fā)明所使用，術(shù)語“脫糖糖漿”定義為下述至少之一:(i)已通過一種方法從糖漿移除糖的糖漿；或(ii)總糖含量小于或等于約45重量％糖漿的糖漿，基于糖漿的干重計。在某些實施方案中，“脫糖糖漿”可以具有小于或等于約40重量％糖漿的蔗糖含量，基于糖漿的干重計。在某些實施方案中，“脫糖糖漿”可以具有小于或等于約35重量％糖漿的蔗糖含量，基于糖漿的干重計。在某些實施方案中，“脫糖糖漿”可以具有小于或等于約30重量％糖漿的蔗糖含量，基于糖漿的干重計。在某些實施方案中，“脫糖糖漿”在制造后可以具有小于約40重量％的總的水含量(不包括制造后加入至脫糖糖漿產(chǎn)物中的任何水)，基于脫糖糖漿的總重量計。在某些實施方案中，“脫糖糖漿”可以排除糖漿發(fā)酵過程的副產(chǎn)物。
[0013]脫糖糖衆(zhòng)可以由多種來源市售可得，如MidWest Agr1-Commodities, SanRafael, California, American Crystal Sugar Company, Hillsboro, North Dakota 和
Western Sugar Cooperative, Denver, Colorado。如本發(fā)明所使用，術(shù)語“脫糖”-當(dāng)沒
有用在精確的術(shù)語“脫糖糖漿”中時——是指從材料移除糖過程的結(jié)果。術(shù)語“干重”是指材料或混合物的總重量，不包括在材料或混合物中存在的任何水的重量。
[0014]糖漿為許多糖精煉過程的副產(chǎn)物，并且包括從原料(例如甜菜或甘蔗)提取糖之后所留下的材料。糖漿可以含有高含量的殘留糖，并且為此可以加工糖漿以由其提取另外的糖以使糖精煉過程的糖產(chǎn)量最大化。在糖漿被加工后留下的材料有時通常稱為脫糖糖漿。然而，以上提供的術(shù)語“脫糖糖漿”的定義擴展超出了用于從糖漿提取糖的方法的副產(chǎn)物。[0015]從甜菜糖衆(zhòng)移除糖的方法的一個非限制性的實例為Mosen Asaid, PhD在BeetSugar Handbook的第8章所述的molasses desugaring by chromatography (“MDC”)(WileyInterscience, 2007,第517-545頁)。MDC方法可以基于離子排斥色譜法技術(shù)。MDC方法基于離子化合物的排除或排斥(exclusion or rejection)和非離子化合物的內(nèi)含或吸附(inclusion or adsorption)而工作。MDC方法是多組分方法,其不僅從非鹿糖部分(萃余液)分離蔗糖部分(或萃取液)，也從糖漿回收其它有價值的組分(如甜菜堿)。
[0016]簡單概述，MDC方法的步驟包括:(1)用水稀釋糖漿至60%_70%干重；(2)過濾經(jīng)稀釋的糖漿以移除懸浮的固體；(3)加熱經(jīng)過濾的稀釋糖漿；(4)使稀釋的糖漿除去氣泡；
(5)使脫去氣泡的稀釋糖漿通過分配器而進料至含有鈉或鉀形式的填充樹脂的分離器；并且(6)洗脫所述分離器以移除由樹脂截留的產(chǎn)物。隨著進料穿過樹脂，非離子物質(zhì)(主要為蔗糖)附著至樹脂，并且離子型物質(zhì)(主要為非蔗糖)繼續(xù)穿過樹脂床。首先收集離子化合物部分(萃余液)，并且另外加工后成為脫糖糖漿。然后洗脫水從樹脂移除蔗糖和其它非離子組分以制備另外的糖。 [0017]從甘蔗移除糖的方法的非限制性的實例為由Η.N.P.Stolz和P.1.Bekker記載于“Enhancement of Sugar Production Part2: Chromatographic Separation of SugarcaneMolasses，，的模擬移動床色譜法(“SMB chromatography”)(Proc S Afr Sug Techno 1Ass (2001) 75，第351-357頁)。SMB色譜法方法類似于上述MDC方法，采取另外的措施以確保充分移除甘蔗糖漿。
[0018]落入上述提供的脫糖糖漿定義的那些材料通常(但不一定)為糖或其他農(nóng)業(yè)精制方法的廢產(chǎn)物。為此，脫糖糖漿與常規(guī)水泥組合物外加劑的其它組分相比可以較不昂貴地獲得。出人意料地，主題脫糖糖漿使水泥組合物具有滿足或超過由常規(guī)外加劑(如常規(guī)減水外加劑)所提供的那些優(yōu)點的優(yōu)點。
[0019]在某些實施方案中，提供了含有至少一種水泥材料和/或凝硬性材料和至少一種脫糖糖漿的水泥組合物。例如，水泥組合物可以包括含有至少一種脫糖糖漿的外加劑。水泥材料和/或凝硬性材料可以包括水泥、飛灰、礦渣(如高爐礦渣)、硅粉或偏高嶺土中的至少一種。水泥可以為硅酸鹽水泥、鋁酸鈣水泥、磷酸鎂水泥、磷酸鎂鉀水泥、硫鋁酸鈣水泥、石膏基水泥或任何其他合適的水硬性粘結(jié)劑。
[0020]在某些實施方案中，至少一種脫糖糖漿可以包括脫糖甜菜糖漿、脫糖甘蔗糖漿或大豆糖漿(可以脫糖或未脫糖)中的至少一種。單獨或與其他材料一起加入至水泥組合物的主題脫糖糖漿可以在水泥組合物中用作減水劑(還稱為分散劑或增塑劑)、緩凝劑、空氣夾帶助劑和/或強度增強劑。
[0021]脫糖糖漿通常作為液體材料而獲得，但是其可以被干燥用于本發(fā)明組合物和方法。在某些實施方案中，至少一種脫糖糖漿可以包含從大于0重量％至約45重量％的有效量的糖，基于至少一種脫糖糖漿的干重計。在另外的實施方案中，所述至少一種脫糖糖漿可以包含從大于0重量％至約40重量％的有效量的蔗糖，基于至少一種脫糖糖漿的干重計。
[0022]脫糖甜菜糖漿為用于主題水泥組合物、外加劑和方法的所希望的產(chǎn)物，因為其不適于人類食用而降低了材料的價值。分析市售可得的脫糖甜菜糖漿的實例并且確定其具有以下組成(百分比以重量計，基于樣品的總重量計):
[0023]表A
【權(quán)利要求】
1.一種水泥組合物，其包括至少一種水泥材料和/或凝硬性材料以及至少一種脫糖糖漿。
2.權(quán)利要求1的水泥組合物，其中至少一種水泥材料和/或凝硬性材料包括水泥、飛灰、礦渣、硅粉或偏高嶺土中的至少一種。
3.權(quán)利要求1或2的水泥組合物，其中至少一種脫糖糖漿包括脫糖甜菜糖漿、脫糖甘蔗糖漿或大豆糖漿中的至少一種。
4.權(quán)利要求1至3中任一項的水泥組合物，其中至少一種脫糖糖漿含有(i)大于0重量％至約45重量％有效量的糖，或(ii)大于0重量％至約40重量％有效量的鹿糖，基于至少一種脫糖糖漿的干重計。
5.權(quán)利要求1至4中任一項的水泥組合物，其中至少一種脫糖糖漿以如下用量存在于水泥組合物中:(i)約0.005至約0.4干重％，(ii)約0.01至約0.25干重％，(iii)約0.02至約0.4干重％，或(iv)約0.02至約0.25干重％，基于水泥材料的重量計。
6.權(quán)利要求1至5中任一項的水泥組合物，還包括至少一種促凝劑和/或至少一種強度增強劑，優(yōu)選其中至少一種促凝劑和/或至少一種強度增強劑以約0.0002至約2重量％——不包括加入的水——的量存在于水泥組合物中，基于水泥材料的重量計。
7.權(quán)利要求1至6中任一項的水泥組合物，還包括至少一種烷醇胺和/或至少一種多羥基烷基胺，優(yōu)選其中至少一種烷醇胺和/或至少一種多羥基烷基胺以約0.008至約0.01重量％——不包括加入的水——的量存在于水泥組合物中，基于水泥材料的重量計。
8.制備權(quán)利要求1-7中任一項的水泥組合物的方法，所述方法包括形成水、至少一種水泥材料和/或凝硬性材料以 及至少一種脫糖糖漿的混合物。
9.用于水泥組合物的外加劑，包括:(i)至少一種脫糖糖漿；和(ii)至少一種另外的活性外加劑組分，所述活性外加劑組分任選地為減水劑、緩凝劑、促凝劑、強度增強劑、空氣夾帶劑、腐蝕抑制劑、減縮劑、粘度改性劑、防水劑、減滲劑、堿硅反應(yīng)減弱劑中的至少一種或其結(jié)合物。
10.權(quán)利要求9的外加劑，其中促凝劑和/或強度增強劑包括至少一種烷醇胺和/或至少一種多羥基烷基胺。
11.權(quán)利要求9或權(quán)利要求10的外加劑，其中至少一種脫糖糖漿包括脫糖甜菜糖漿、脫糖甘蔗糖漿或大豆糖漿中的至少一種。
12.權(quán)利要求9至11中任一項的外加劑，其中至少一種脫糖糖漿含有(i)大于0重量％至約45重量％有效量的糖,或(ii)大于0重量％至約40重量％有效量的鹿糖，基于至少一種脫糖糖漿的干重計。
13.權(quán)利要求27至31中任一項的外加劑，其中至少一種脫糖糖漿以約2至約98重量％、優(yōu)選約8至約62重量％的量存在于外加劑中，基于外加劑的活性成分的總重量計。
14.權(quán)利要求10的外加劑，其中至少一種烷醇胺和/或至少一種多羥基烷基胺以約0.1至約25重量％，優(yōu)選約0.2至約15重量％的量存在于外加劑中，基于外加劑的活性成分的總重量計。
【文檔編號】C04B40/00GK103635442SQ201280031298
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月21日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月24日
【發(fā)明者】S·M·山迪, D·康斯坦丁 申請人:建筑研究和技術(shù)有限公司