[發(fā)明專利]水硬性粘合劑

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201280033907.7
• 申請日: 2012-07-09
• 公開（公告）號: CN103649005A
• 公開（公告）日: 2014-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: W.馬特斯;Z.卡斯特托特;T.馬特斯徹伊;M.巴亞巴基
• 申請（專利權(quán)）人: 霍爾辛姆科技有限公司
• 主分類號: C04B28/04
• 分類號: C04B28/04;C04B40/00
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 石克虎;林森

本發(fā)明涉及含有25至85重量%的水泥熟料、0至7重量%的CaSO₄以及礦物添加劑的水硬性粘合劑。本發(fā)明還涉及活化體系、以及所述水硬性粘合劑或所述活化體系在預(yù)制混凝土混合物中的應(yīng)用。

混凝土是一種應(yīng)用非常廣泛的建筑材料，其具有高的強(qiáng)度和好的耐久性。除了攙和物和水，其還含有作為水硬性粘合劑的波特蘭水泥，該水泥通過與水接觸時(shí)的固化和硬化而產(chǎn)生強(qiáng)度形成階段。因此，基于波特蘭水泥熟料的混凝土是世界上最重要的粘合劑之一。

基于波特蘭水泥熟料的水泥含有硫酸鈣（CaSO₄）來控制凝結(jié)和硬化。硫酸鈣與鋁酸鹽熟料相發(fā)生反應(yīng)，首先形成鈣礬石。在硫酸鈣消耗之后并在不存在碳酸鹽、硝酸鹽、氯化物等的情況下，所形成的鈣礬石逐漸轉(zhuǎn)變成具有較低硫酸鹽含量的水合物相。在這種情況下，硫酸鈣的來源包括石膏、半水合物、無水石膏或兩種或多種這些材料的混合物。

通過向波特蘭水泥中加入各種添加劑，例如礦渣砂、粉煤灰、天然火山灰、煅燒粘土或石灰石粉，可以生產(chǎn)具有不同特性的波特蘭復(fù)合水泥。同時(shí)，通過用上述的添加劑替代波特蘭水泥可以在生產(chǎn)水泥時(shí)減少特定的二氧化碳排放，因?yàn)樵谏a(chǎn)波特蘭水泥熟料時(shí)由于煅燒原材料和由燃料的氧化而在旋轉(zhuǎn)式管狀爐中排出約0.9噸二氧化碳/每噸波特蘭水泥熟料。向波特蘭水泥中加入添加劑自超過100年以來一直是常規(guī)操作并且在眾多的水泥和混凝土標(biāo)準(zhǔn)中被規(guī)定。然而，用水泥或混合土中的添加劑替代波特蘭水泥熟料會降低強(qiáng)度，尤其是前期強(qiáng)度，從而必須采取措施，在盡管如所希望地減少了波特蘭水泥熟料的含量的情況下還能實(shí)現(xiàn)足夠的強(qiáng)度。

這些措施中的一種是化學(xué)活化，例如通過堿金屬化合物。具有礦物添加劑（如礦渣砂或粉煤灰）的波特蘭水泥在堿性激發(fā)或活化時(shí)展現(xiàn)出提高的強(qiáng)度。然而，灰漿或混凝土的可加工性同時(shí)明顯降低。根據(jù)EN?197的編號CEM?III的、混入了堿金屬活化劑的波特蘭礦渣水泥或高爐水泥例如在WO?2007/039694?A2中已知。然而，這種水泥的缺點(diǎn)在于減小的最終強(qiáng)度和短的加工時(shí)間，因?yàn)榛炷练浅Ｔ绲亻_始凝結(jié)。如在US?6827776?B1和US?6740155?B1中所述的，利用經(jīng)控制的pH值的酸-堿活化例如導(dǎo)致粉煤灰復(fù)合水泥非常快速的凝結(jié)和硬化，其中初始凝結(jié)時(shí)間為最多38分鐘，最終凝結(jié)時(shí)間最多46分鐘。

與用石灰化合物和堿金屬化合物活化波特蘭水泥不同，WO?92/06048描述了對具有小于30重量%的基于氧化鎂和磷酸鹽的組合的波特蘭水泥的礦渣砂-復(fù)合水泥的另一種活化策略。所產(chǎn)生的混凝土已被證明具有耐火性。當(dāng)沒有添加少量的堿金屬化合物以及石灰、無定形硅和增塑劑時(shí)，該配制劑具有非常低的前期強(qiáng)度。

US?5490889顯示了如何可以通過延遲添加活化劑并仔細(xì)調(diào)整5至9種不同的水泥成分的添加而控制混合水硬性組合物的加工時(shí)間或可加工性和強(qiáng)度發(fā)展（Festigkeitsentwicklung）。該水硬性組合物含有15至22重量%的水、50至83重量%的富含石灰的粉煤灰（根據(jù)ASTM?C618的C類）和5至23重量%的水泥材料，包括波特蘭水泥、經(jīng)研磨的粒化的高爐爐渣（下文稱為礦渣砂）和任選經(jīng)研磨的硅，其中這個(gè)整個(gè)通過檸檬酸和具有硼酸和/或硼砂的堿金屬活化劑的組合活化。根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)，在幾分鐘至超過一百小時(shí)之間的加工時(shí)間基本上可通過延遲添加活化劑檸檬酸和堿金屬活化劑來控制。當(dāng)在低于0.25的水/水泥比例下操作時(shí)，所研究的灰漿據(jù)報(bào)道具有好的強(qiáng)度。然而，基于配制劑的復(fù)雜性有理由懷疑，是否可以在變化的溫度、不同的攙和物質(zhì)量等的實(shí)際應(yīng)用條件下達(dá)到混凝土的這些值。

本發(fā)明的目的在于，特別是在前期階段可重復(fù)地實(shí)現(xiàn)強(qiáng)度的顯著改善，并同時(shí)相對于未活化的對比水泥至少應(yīng)保持其可加工性或加工時(shí)間。