[發明專利]低水泥含量混凝土

有效

• 申請號: 200780017899.6
• 申請日: 2007-05-16
• 公開（公告）號: CN101448757A
• 公開（公告）日: 2009-06-03
• 發明（設計）人: E·加西亞
• 申請（專利權）人: 拉法基公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B22/00
• 代理公司: 北京戈程知識產權代理有限公司
• 代理人: 程 偉

技術領域

本發明提供一種具有低含量波特蘭水泥的混凝土，和這種混凝土的制備方法，以及可用于實現這些方法的組合物。?

背景技術

近年來，在混凝土的領域中進行的技術開發促進了新型水泥制劑的發展，使得有可能獲得在壓縮強度方面顯著具有超高性能的混凝土。這些制劑通常包含使用除了水泥和聚集體和/或砂之外的其它材料，例如纖維、有機添加劑或所謂的超細顆粒，其通常比水泥顆粒更小。?

例如，文獻EP?0518777中描述了一種灰泥組合物，其除了波特蘭水泥之外還包含：具有從80微米至1毫米(特別是從125至500微米)直徑的砂、具有從0.1至0.5微米直徑的玻璃質微硅石和減水劑或增塑劑。微硅石相對于水泥僅占10至30重量％。?

文獻WO?95/01316中描述了一種混凝土組合物，其除了波特蘭水泥之外還包含：具有150至400微米直徑的砂、具有凝硬性反應的直徑小于0.5微米的微成分(特別是無定形二氧化硅，也可以是飛灰或鼓風爐礦渣)、少量的金屬纖維和任選地研磨石英粉末(平均尺寸10微米)和少量的其它添加劑。相對于水泥，無定形二氧化硅可以以10至40重量％的比例存在，并且相對于水泥，研磨石英粉末(當使用的時候)通常以40重量％的比例存在。該文獻中的混凝土組合物因此需要大約900千克水泥/立方米混凝土。?

在文獻WO?95/01317中公開了一種與上述十分相似的混凝土組合物，其具有專門的作為金屬纖維的鋼毛和作為具有凝硬性反應的成分的無定形二氧化硅。?

在文獻WO?99/23046中描述的水泥組合物更特定地專用于水泥灌漿井，并且其除了水硬性粘合劑之外，還包含：相對于粒子大小分布從0.1至50微米的微硅石粘合劑為20至35重量％，相對于直徑從0.5?至200微米的無機或有機顆粒粘合劑為從20至35重量％，以及超增塑劑或增塑劑。?

文獻WO?99/28267涉及一種混凝土組合物，其包含水泥和金屬纖維，以及：相對于水泥基體從20至60重量％的粒狀成分，其類型為尺寸小于6毫米的篩分或研磨的砂；具有凝硬性反應的尺寸小于1微米的成分；尺寸小于1毫米的針狀或薄片狀成分；以及分散劑。在這些例子中，具有凝硬性反應的成分由玻璃質硅石組成，玻璃質硅石相對于波特蘭水泥的比例約為30重量％。?

以相似的方式，文獻WO?99/58468描述了一種混凝土組合物，其至少包括：少量有機纖維、尺寸小于2毫米的粒狀成分、具有凝硬性反應的尺寸小于20微米的微成分，以及至少一種分散劑。在所述的這些不同的例子中，相對于水泥，組合物包含約30％的石英粉末和約30重量％的微硅粉。?

不同粒子大小范圍之間的這些比例在之后也公開了其它的混凝土組合物的文獻(WO?01/58826)中沒有根本改進。?

文獻EP?0934915描述了從水泥制備的混凝土，其中水泥中的顆粒具有從3至7微米的平均直徑，向其中加入：砂、特征直徑小于1微米的微硅粉，消泡劑和超增塑劑，使得至少表現出三種粒子大小范圍。根據不同的例子，可以注意到微硅粉相對于水泥量較少，水泥通常以約900千克/立方米混凝土的比例存在。?

對現有技術的分析表明：?

1)配方的優化明確地指向高或超高性能混凝土，并且通常不應用于普通混凝土；以及?

2)所有目前已知的混凝土具有相對較高的水泥含量。?

因此，即使是標準混凝土(其在壓縮強度方面提供比上述混凝土差些的性能)，例如檢測B25型混凝土(即混合之后28天的壓縮強度至少為25MP_A)，注意到水泥的量通常為260至360千克/立方米混凝土。而且，現有的歐洲標準對于普通混凝土不提供低于260千克/立方米的水泥水平。?

目前，制備水泥的方法，以及更特別地，其主要組成，爐渣，是造成高二氧化碳排放的原因。爐渣顆粒的制備實際上需要：

a)預加熱并脫碳通過研磨原料獲得的生料，所述原料特別地為石灰石和粘土；以及?

b)在1500℃的溫度下烘烤或熔結生料，然后迅速冷卻。?

這兩個步驟產生二氧化碳，一方面作為脫碳的直接產物，另一方面作為燃燒的副產物，燃燒在烘烤步驟中進行從而升高溫度。?

對于標準B25混凝土，排放水平由此達到最小為約560千克二氧化碳/噸粘合劑(基于平均排放850千克二氧化碳/噸水泥)，并且對于超高性能混凝土該值更高。?

目前，在水泥和混凝土組合物的標準制備方法中的高二氧化碳排放構成了一個主要的環境問題，并且，在目前的情況下，遭受高的經濟處罰。?