低水泥含量混凝土制造技术

本发明专利技术涉及一种混合物，其包含如下质量比的组分：从０．４至４％，优选地从０．８至１．７％的具有超细粒子大小的材料，其由Ｄ９０测量值小于１微米和／或ＢＥＴ比表面积大于６平方米／克的颗粒组成；从１至６％，优选地从２至５％的波特兰水泥；从８至２５％，优选地从１２至２１％的具有细粒子大小的材料，其由Ｄ１０和Ｄ９０为从１微米至１００微米且ＢＥＴ比表面积小于５平方米／克的不同于水泥的颗粒组成；从２５至５０％，优选从３０至４２％具有中等粒子大小的材料，其由Ｄ１０和Ｄ９０为从１００微米至５毫米的颗粒组成；以及从２５至５５％，优选地从３５至４７％的具有较大粒子大小的材料，其由Ｄ１０大于５毫米的颗粒组成。本发明专利技术还特别地涉及预混合的混凝土组合物和组合的硬化混凝上以及其制备方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术提供一种具有低含量波特兰水泥的混凝土，和这种混凝土 的制备方法，以及可用于实现这些方法的组合物。
技术介绍
近年来，在混凝土的领域中进行的技术开发促进了新型水泥制剂 的发展，使得有可能获得在压縮强度方面显著具有超高性能的混凝土。 这些制剂通常包含使用除了水泥和聚集体和/或砂之外的其它材料，例 如纤维、有机添加剂或所谓的超细颗粒，其通常比水泥颗粒更小。例如，文献EP 0518777中描述了一种灰泥组合物，其除了波特兰 水泥之外还包含具有从80微米至1毫米(特别是从125至500微米) 直径的砂、具冇从0.1至0.5微米直径的玻璃质微硅石和减水剂或增塑 剂。微硅石相对于水泥仅占10至30重量％。文献WO 95/01316中描述了一种混凝土组合物，其除了波特兰水 泥之外还包含具有150至400微米直径的砂、具有凝硬性反应的直 径小于0.5微米的微成分(特别是无定形二氧化硅，也可以是飞灰或鼓 风炉矿渣)、少量的金属纤维和任选地研磨石英粉末(平均尺寸10微 米)和少量的其它添加剂。相对于水泥，无定形二氧化硅可以以io至 40重量％的比例存在，并且相对于水泥，研磨石英粉末(当使用的时 候)通常以40重量％的比例存在。该文献中的混凝土组合物因此需要 大约900千克水泥/立方米混凝土。在文献WO 95/01317中公开了一种与上述十分相似的混凝土组合 物，其具有专门的作为金属纤维的钢毛和作为具有凝硬性反应的成分 的无定形二氧化硅。在文献WO 99/23046中描述的水泥组合物更特定地专用于水泥灌 桨井，并且其除了水硬性粘合剂之外，还包含相对于粒子大小分布 从0.1至50微米的微硅石粘合剂为20至35重量％，相对于直径从0.59至200微米的无机或有机颗粒粘合剂为从20至35重量％，以及超增塑剂或增塑剂。文献WO 99/28267涉及 -种混凝土组合物，其包含水泥和金属纤 维，以及相对于水泥基体从20至60重量％的粒状成分，其类型为尺 寸小于6毫米的筛分或研磨的砂；具有凝硬性反应的尺寸小于1微米 的成分；尺寸小于1毫米的针状或薄片状成分；以及分散剂。在这些 例子中，具有凝硬性反应的成分由玻璃质硅石组成，玻璃质硅石相对 于波特兰水泥的比例约为30重量％。以相似的方式，文献WO 99/58468描述了一种混凝土组合物，其 至少包括少量有机纤维、尺寸小于2毫米的粒状成分、具有凝硬性 反应的尺寸小于20微米的微成分，以及至少一种分散剂。在所述的这 些不同的例子中，相对于水泥，组合物包含约30%的石英粉末和约30 重量％的微硅粉。不同粒子大小范围之间的这些比例在之后也公开了其它的混凝土 组合物的文献(WO 01/58826)中没有根本改进。文献EP 0934 915描述了从水泥制备的混凝土，其屮水泥屮的颗粒 具有从3至7微米的平均直径，向其中加入砂、特征直径小于1微 米的微硅粉，消泡剂和超增塑剂，使得至少表现出三种粒子大小范围。 根据不同的例子，可以注意到微硅粉相对于水泥量较少，水泥通常以 约卯0千克/立方米混凝土的比例存在。对现有技术的分析表明1) 配方的优化明确地指向高或超高性能混凝土，并且通常不应用 于普通混凝土；以及2) 所有目前已知的混凝土具有相对较高的水泥含量。因此，即使是标准混凝土(其在压縮强度方面提供比上述混凝土 差些的性能)，例如检测B25型混凝土 (即混合之后28天的压縮强度 至少为25MPa)，注意到水泥的量通常为260至360千克/立方米混凝 土。而且，现有的欧洲标准对于普通混凝土不提供低于260千克/立方 米的水泥水平。目前，制备水泥的方法，以及更特别地，其主要组成，炉渣，是 造成高二氧化碳排放的原因。炉渣颗粒的制备实际上需要a) 预加热并脱碳通过研磨原料获得的生料，所述原料特别地为石 灰石和粘土；以及b) 在1500°C的温度下烘烤或熔结生料，然后迅速冷却。 这两个歩骤产生二氧化碳， 一方面作为脱碳的直接产物，另一方面作为燃烧的副产物，燃烧在烘烤歩骤中进行从而升高温度。对于标准B25混凝土，排放水平由此达到最小为约560千克二氧化碳/吨粘合剂(基于平均排放850千克二氧化碳/吨水泥)，并且对于超高性能混凝土该值更高。目前，在水泥和混凝土组合物的标准制备方法中的高二氧化碳排放构成了一个主要的环境问题，并且，在目前的情况下，遭受高的经济处罚。因此，强烈地需要一种可以制备具有降低的相关二氧化碳排放的 混凝土的方法，所述混凝土提供令人满意的机械性能，并且特别地， 就其在建筑工业中的用途来说，其与那些现有的普通混凝土相当。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种混合物，其包括(以质量比计)-从0.4至4%，优选地从0.8至1.7%的具有超细粒子大小范围的材 料，其包含D90小于1微米和/或BET比表面积大于6平方米/克的颗 粒；-从1至6%，优选地从2至5%的波特兰水泥；-从8至25%，优选地从12至21%的具有细粒子大小范围的材料， 其包含D10和D90为从1微米至100微米且BET比表面积小于5平方 米/克的颗粒，其不同于水泥；-从25至50%，优选地从30至42%的具有中等粒子大小范围的材 料，其包含D10和D90为从100微米至5毫米的颗粒；以及-从25至55%，优选地从35至47%的具有较大粒子大小范围的材 料，其包含D10大于5毫米的颗粒。本专利技术还提供一种粘合剂预混物，其包含-波特兰水泥；-如上所定义的细粒子大小范围；以及-如上所定义的超细粒子大小范围；其中波特兰水泥在预混物中的质量比为小于50%，且优选地从5至35%，更优选地从10至25%。有利地，在所述粘合剂预混物中超细粒子大小范围的质量比为从2至20%，优选地从5至10%。有利地，根据本专利技术的粘合剂预混物以质量计包含-从5至35%,优选地从10至25%的波特兰水泥；-从60至卯％，优选地从65至85%的具有细粒子大小范围的材料，以及-从2至20%，优选地从5至10%的具有超细粒子大小范围的材料。 根据本专利技术混合物或粘合剂预混物的一个有利的具体实施方案， 超细粒子大小范围包括选自下列的材料微硅粉、石灰石粉、沉淀硅 石、沉淀碳酸盐、热解硅石、天然火山灰、浮石、研磨飞灰、研磨水 合的或碳酸化的硅水硬性粘合剂，或其混合物或其共研磨物，以干燥 的形式或水悬浮液的形式。根据本专利技术混合物或粘合剂预混物的一个特别的具体实施方案，混合物(波特兰水泥和细粒子大小范围)包含-第 一粒子大小子范围，其包含D10和D90为从1至10微米的颗粒；禾n-第二粒子大小子范围，其包含D10和D90为从10至100微米的 颗粒；并且其中第一粒子大小子范围包含波特兰水泥。根据本专利技术混合物或粘合剂预混物的一个可替代的具体实施方 案，混合物(波特兰水泥和细粒子大小范围)包含D10和D90为从1 至20微米的颗粒。根据如上所定义的混合物或粘合剂预混物的一个有利的具体实施 方案，细粒子大小范围包含一种或多种选自下列的材料飞灰、火山 灰、石灰石粉、硅质粉末、石灰、硫酸钙、矿渣。有利地，如上所定义的混合物或预混物包含-波特兰水泥和飞灰；或者-波特兰水泥和石灰石粉；或者-波特兰水泥和矿渣；或者 -波特兰水泥，飞灰和石灰石粉；或者 -波特兰水泥，飞灰和矿渣；或者 -波特兰水泥，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合物，其包含以质量比计：　－从０．　４至４％，优选地从０．８至１．７％的具有超细粒子大小范围的材料，其包含Ｄ９０小于１微米和／或ＢＥＴ比表面积大于６平方米／克的颗粒；　－从１至６％，优选地从２至５％的波特兰水泥；　－ 从８至２５％，优选地从１２至２１％的具有细粒子大小范围的材料，其包含Ｄ１０和Ｄ９０为从１微米至１００微米且ＢＥＴ比表面积小于５平方米／克的颗粒，其不同于水泥；　－从２５至５０％，优选地从３０至４２％的具有中等粒子大小范围的材料，其包含 Ｄ１０和Ｄ９０为从１００微米至５毫米的颗粒；以及　－从２５至５５％，优选地从３５至４７％的具有较大粒子大小范围的材料，其包含Ｄ１０大于５毫米的颗粒。

【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：E加西亚，
申请(专利权)人：拉法基公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]