具有低水泥含量的超高性能混凝土制造技术

本发明专利技术涉及水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂以质量百分比计包含：‑17％至55％的波特兰水泥，所述波特兰水泥的颗粒具有2μm至11μm的D50；‑至少5％的硅粉；‑36％至70％的矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1的颗粒具有15μm至150μm的D50；这些百分比的总和为80％至100％；水泥和硅粉的百分比的总和大于28％；矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙或其混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水硬性粘合剂和包含该粘合剂的混合物，所述水硬性粘合剂能够获得具有低水泥含量的超高性能混凝土。
技术介绍
近年来混凝土领域中的技术进步导致开发了一种水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂允许获得超高性能(特别是压缩强度方面)混凝土。这些粘合剂通常依赖于不同于水泥和集料的附加材料，例如纤维、有机掺合剂或所谓的超细颗粒。然而，常规的超高性能混凝土具有相对高的水泥含量，通常为700kg水泥/m3混凝土至1,000kg水泥/m3混凝土。但是水泥的制备(特别是熟料的制备)是大量二氧化碳排放的原因。事实上，熟料的制备需要：a)对通过研磨原材料(即特别是石灰石和粘土)获得的粗粉进行预热和脱碳；并且b)在约1,450℃的温度下烧制脱碳粉，然后突然冷却。这两个步骤产生CO2，首先作为脱碳的直接产物产生CO2，其次作为在提供温度升高的烧制步骤中进行的燃烧的副产物产生CO2。源自用于制备胶结组合物和混凝土的常规方法的大量二氧化碳排放构成主要的环境问题，并且在目前的处境下其成为在经济方面高罚款的对象。因此非常需要允许制备超高性能混凝土并且二氧化碳排放减少的方法。
技术实现思路
为了实现该目的，本专利技术提出水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂以质量百分比计包含：-17％至55％的波特兰水泥，所述波特兰水泥的颗粒具有2μm至11μm的D50；-至少5％的硅粉；-36％至70％的矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1的颗粒具有15μm至150μm的D50；这些百分比的总和为80％至100％；水泥和硅粉的百分比的总和大于28％；矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙或其混合物。本专利技术的主题还有混合物，所述混合物以体积百分比计包含至少45％的根据本专利技术的水硬性粘合剂和至少30％的砂，这些百分比的总和为95％至100％。本专利技术的主题还有水硬性组合物，排除夹带空气并且排除纤维，所述水硬性组合物在1m3的体积中包含：-155至205升的水；-至少770升的根据本专利技术的混合物；这两种组分的体积的总和为950至1,000升。本专利技术还提出用于建筑领域的成形制品，所述成形制品包含根据本专利技术的水硬性粘合剂或根据本专利技术的混合物。本专利技术旨在提供下文描述的至少一个决定性优点。本专利技术能够实现降低CO2排放的需求。事实上，本专利技术的范围内使用的水泥(特别是熟料)的量小于超高性能混凝土通常需要的量(每m3混凝土高达148kg/m3的水泥)。有利地，根据本专利技术的水硬性组合物在28天时具有非常高的机械强度，通常为90MPa或更高。通过阅读说明书和下文给出的仅为说明性而非限制性的实施例，本专利技术的其它优点和特征将变得明显。根据本专利技术的主题为水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂以质量百分比计包含：-17％至55％的波特兰水泥，所述波特兰水泥的颗粒具有2μm至11μm的D50；-至少5％的硅粉；-36％至70％的矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1的颗粒具有15至150μm的D50；这些百分比的总和为80％至100％；水泥和硅粉的百分比的总和大于28％；矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙或其混合物。水硬性粘合剂为通过水合凝固和硬化的材料。凝固通常表示水硬性粘合剂通过水合反应转变成固体状态。凝固之后通常是硬化阶段。硬化通常表示水硬性粘合剂获得机械强度。硬化通常在凝固结束之后进行。根据本专利技术的水硬性粘合剂包含波特兰水泥。在本专利技术的含义内，波特兰水泥包括波特兰熟料。如果进一步加入硫酸钙，还可以想到使用经研磨的波特兰熟料作为波特兰水泥。优选的波特兰水泥为2012年4月的欧洲标准NFEN197–1中限定的那些以及ASTMC150–12标准中描述的那些，更优选为CEMI水泥。优选地，根据本专利技术的水硬性粘合剂包含17％至50％，更优选18％至45％的波特兰水泥，以基于粘合剂的质量百分比表示。根据本专利技术适合使用的水泥通常为BET比表面积为1.20至3m2/g，优选1.20至2.5m2/g的波特兰水泥。BET比表面积为颗粒的实际总表面积的测量值，所述测量值考虑凹凸、不平整、表面空穴或内部空穴、孔隙的存在。根据本专利技术适合使用的水泥优选为颗粒的D10为1μm至4μm，更优选1μm至3μm，甚至更优选1μm至2.5μm的水泥。根据本专利技术适合使用的水泥优选为颗粒的D50为3μm至10μm，更优选4μm至9μm的水泥。根据本专利技术适合使用的水泥优选为颗粒的D90为8μm至25μm，更优选9μm至24μm的水泥。D90(也被称为DV90)对应于粒径体积分布的第90百分位数，即90％的体积由粒径小于D90的颗粒组成并且10％的体积由粒径大于D90的颗粒组成。同样地，D50(也被称为DV50)对应于粒径体积分布的第50百分位数，即50％的体积由粒径小于D50的颗粒组成并且50％的体积由粒径大于D50的颗粒组成。同样地，D10(也被称为DV10)对应于粒径体积分布的第10百分位数，即10％的体积由粒径小于D10的颗粒组成并且90％的体积由粒径大于D10的颗粒组成。对于粒径小于800μm的颗粒，通常可以通过激光粒度测量确定一组颗粒的D10或D90，或者对于粒径大于63μm的颗粒，通过筛选确定。优选地，根据本专利技术适合使用的波特兰水泥具有大于或等于5,000cm2/g，优选大于或等于6,500cm2/g的勃氏比表面积。根据本专利技术能够使用的波特兰水泥可以研磨和/或分离(使用动态分离器)从而获得勃氏比表面积大于或等于5,000cm2/g的水泥。该水泥可以被称为超细的。例如可以使用两种方法研磨水泥。根据第一种方法，可以将水泥或熟料研磨成5,000至9,000cm2/g的勃氏比表面积。在该第一步骤中可以使用第二代或第三代高效分离器或极高效分离器从而从不具有希望细度的水泥中分离具有希望细度的水泥。然后使不具有希望细度的水泥返回至磨机。根据第二种方法，可以使波特兰水泥穿过被称为极高细度分离器(VHF)的极高效分离器从而从勃氏比表面积低于目标细度的水泥颗粒中分离勃氏比表面积大于或等于目标细度(目标细度大于5,000cm2/g)的水泥颗粒。勃氏比表面积大于或等于目标细度的水泥颗粒本身可以使用。勃氏比表面积低于目标细度的水泥颗粒可以搁置一边或分离研磨直至获得希望的勃氏比表面积。可以用于这两种方法的磨机例如为球磨机、立式磨机、辊压机、水平磨机(例如型)或搅拌立式磨机(例如TowerMill型)。根据本专利技术的水硬性粘合剂包含硅粉。根据本专利技术适合的硅粉可以为冶金生产和硅生产的副产品。硅粉通常以球体颗粒的形式形成并且包含至少85质量％的无定形二氧化硅。优选地，根据本专利技术使用的硅粉可以选自根据2001年2月的欧洲标准NFEN197–1第5.2.7段的硅粉。优选地，根据本专利技术的水硬性粘合剂包含5至45％，更优选5至40％，进一步优选6至30％的硅粉，以相对于粘合剂的质量百分比表示。根据本专利技术的水硬性粘合剂包含矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙或其混合物。还适用于本专利技术的矿物添加剂A1可以选自任选研磨的炉渣，煅烧页岩，包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂以质量百分比计包含：‑17％至55％的波特兰水泥，所述波特兰水泥的颗粒具有2μm至11μm的D50；‑至少5％的硅粉；‑36％至70％的矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1的颗粒具有15μm至150μm的D50；这些百分比的总和为80％至100％；水泥和硅粉的百分比的总和大于28％；矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙，或它们的混合物。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.20 FR 14557281.一种水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂以质量百分比计包含：-17％至55％的波特兰水泥，所述波特兰水泥的颗粒具有2μm至11μm的D50；-至少5％的硅粉；-36％至70％的矿物添加剂A1，所述矿物添加剂A1的颗粒具有15μm至150μm的D50；这些百分比的总和为80％至100％；水泥和硅粉的百分比的总和大于28％；矿物添加剂A1选自炉渣，火山灰添加剂或硅质添加剂例如石英，硅质石灰石矿物添加剂，石灰石添加剂例如碳酸钙，或它们的混合物。2.根据权利要求1所述的水硬性粘合剂，其特征在于，水泥为CEMI水泥。3.根据权利要求1或2所述的水硬性粘合剂，其特征在于，所述水硬性粘合剂进一步包含硫酸钙。4.根据前述权利要求任一项所述的水硬性粘合剂，其特征在于，水泥颗粒具有8μm至25μm的D90。5.一种混合物，所述混合物以体积百分比计包含至少45％的根据权利要求1至4任一项所述的水...

【专利技术属性】
技术研发人员：F·图桑，G·莫利纳，R·巴尔巴鲁洛，
申请(专利权)人：拉法基公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR