混凝土构件及其生产方法技术

本发明专利技术涉及包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中该饰面混凝土层通过压实和硬化包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂的混合物得到，其中粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状材料的总重量。分别基于粒状材料的总重量。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】混凝土构件及其生产方法


[0001]本专利技术涉及一种混凝土构件，其包括核心混凝土层和饰面混凝土层，其中该饰面混凝土层通过压实和硬化包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂的混合物得到。本专利技术还涉及一种用于生产根据本专利技术的混凝土构件的方法。

技术介绍

[0002]与由天然石头制成的砖材、板材或台阶相比，混凝土构件，例如混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶由于其耐用性和较低的价格而经常被使用。混凝土构件通常通过使用水泥作为粘合剂来生产。
[0003]在此，已经开发了各种方法来使混凝土构件具有装饰性外观。为此，通常添加颜料和/或天然石掺和物和/或沙子以对混凝土构件提供颜色。
[0004]含水泥的混凝土构件有时会具有随着时间的推移在表面上形成白色斑点的问题。此外染色的混凝土块的颜色也可能褪色。这两种影响似乎都是由石灰的形成引起的。表面上的白色斑点归因于石灰风化，石灰风化是由运输到表面的氢氧化钙与二氧化碳反应形成的。据推测，褪色是由于沉降在水泥颗粒上以提供颜色的颜料慢慢地被形成的碳酸钙涂覆而引起的。由此，颜料的色彩外观慢慢消失。
[0005]作为水泥的替代品的粘合剂是已知的。这种替代粘合剂的一个例子是基于化学结构单元SiO2与Al2O3的组合。这种粘合剂的例子是潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂。其通常被称为“地质聚合物”。EP 1 236 702 A1例如说明了一种包含水玻璃和潜在水硬性粘合剂的建筑材料混合物。EP 1 236 702 A1建议使用建筑材料混合物作为砂浆或填料。
[0006]EP 1 081 114 A1还说明了一种用于生产耐化学物质的砂浆的建筑材料混合物，其中该建筑材料混合物包含水玻璃粉末、至少一种水玻璃硬化剂、无机填料和至少10重量％的潜在水硬性粘合剂。
[0007]WO 2014/067721 A1公开了一种由碱性物质活化的硅铝酸盐粘合剂。根据WO 2014/067721 A1，硅铝酸盐粘合剂适用于新拌混凝土、混凝土部件、喷射混凝土、建筑胶粘剂和其他应用。
[0008]混凝土构件，例如混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶的生产对所使用的混凝土混合物提出了特殊要求，尤其是与新鲜混凝土相比时。在生产混凝土构件时，希望在尽可能短的时间后使尚未硬化的混凝土块达到尽可能高的稳定性，以便尽快包装。对包含饰面混凝土层和核心混凝土的产品的附加要求是高粘合强度，以防止饰面混凝土层在负载下从核心分层剥离。附着抗拉强度可用作混凝土构件的饰面混凝土层抵抗与核心混凝土分层的稳定性的度量。如果混凝土构件的附着抗拉强度不够高，则饰面混凝土层和核心混凝土会在荷载作用下分离(分层)或在拆除模板时就已撕裂。因此，如果混凝土构件以足够高的附着抗拉强度调配，则可以用更短的周期时间生产混凝土构件，并因此更经济。
[0009]在本专利技术的开发过程中，发现含有潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂作为粘合剂的混凝土构件或混凝土构件层在其他情况类似的生产条件和组分下与含有水泥作为
粘合剂的混凝土构件相比具有更小的附着抗拉强度。

技术实现思路

[0010]因此，本专利技术的目的是提供美学上高要求的混凝土构件，随着时间的推移其外观并不强烈变化并且可以经济地生产。尤其应提供在表面上较难形成斑点和/或发生污染和/或较少褪色和/或具有足够高的附着抗拉强度的混凝土块。本专利技术的另一个目的是提供具有减少的CO2平衡的混凝土构件。
[0011]进一步的目的在下面的实施方案中给出，并部分在此后示出。
[0012]根据本专利技术，利用根据权利要求1的混凝土构件和根据权利要求17的方法解决了这些目的中的所有或部分。
[0013]本专利技术的有利实施例在从属权利要求中给出并且在下文中详细解释。
[0014]本专利技术提供了一种混凝土构件，包括核心混凝土层和饰面混凝土层，其中该饰面混凝土层通过压实和硬化包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂的混合物得到，其中粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状材料的总重量。
[0015]令人惊讶地发现，如果混凝土构件包括核心混凝土层和饰面混凝土层，其中该饰面混凝土层通过压实和硬化包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂的混合物得到，其中粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状材料的总重量，则其装饰性能即使发生变化，也非常缓慢，并且可以以具有成本效益的方式生产。上述混凝土构件尤其具有足够高的附着抗拉强度。这使得可以快速将它们从模具中取出，而不会撕裂未硬化的混凝土块。此外，这些混凝土块最多显示出颜色的缓慢褪色并且表面上几乎不形成或很少形成斑点。
[0016]不受任何特定科学理论的束缚，这似乎是由于潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂的存在导致混凝土块不会失去其装饰性能或可能只是缓慢地失去装饰性能。这似乎是因为根据本专利技术的混凝土构件比通常含有大量水泥的混凝土构件含有更少的CaO。还发现，在使用2mm筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量并且0.25mm筛孔宽度下具有2.5重量％到33.5重量％的过筛量的粒状材料并且在使用潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂时，可以实现良好的附着拉伸强度。虽可以用较大直径的粒状材料生产混凝土构件，但其附着抗拉强度较差。不受任何科学理论的束缚，附着抗拉强度改进的原因可能是具有相当小的直径的粒状材料的组分具有更小的彼此之间的平均距离。这意味着可能较短的潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂链也可以将粒状材料的组分相互连接，从而改善尚未硬化的混凝土构件的机械性能，尤其是附着抗拉强度。
[0017]粒状材料也可以称为混凝土骨料。
[0018]尚未硬化的混凝土构件也可以称为生混凝土构件。
[0019]可以在具有一定测试年龄(例如56天)的混凝土块上确定附着抗拉强度。根据本专利技术的混凝土构件优选具有1MPa或更高的附着抗拉强度。
[0020]优选地，粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％、更优选56.5
重量％至98.5重量％、特别优选72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至27.5重量％，更优选2.5重量％至22.5重量％，甚至更优选2.5重量％至21.5重量％，特别优选2.5重量％至8重量％或11.5重量％至21.5重量％的过筛量，基于粒状材料的总重量。已经发现，具有在所述筛孔宽度下的上述过筛量的粒状材料可以产生具有良好附着抗拉强度的混凝土构件。
[0021]上述两种筛孔宽度下的过筛量可以根据需要相互组合。
[0022]粒状材料还可以具有1.59至3.62、优选1.61至3.17、特别优选1.61至2.55的粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中所述饰面混凝土层通过压实和硬化包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂的混合物得到，其中所述粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状材料的总重量。2.根据权利要求1所述的混凝土构件，其特征在于，所述粒状材料在2mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％、更优选56.5重量％至98.5重量％、特别优选72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至27.5重量％，更优选2.5重量％至22.5重量％，甚至更优选2.5重量％至21.5重量％，特别优选2.5重量％至8重量％或11.5重量％至21.5重量％的过筛量，基于粒状材料的总重量。3.根据权利要求1或2所述的混凝土构件，其特征在于，所述粒状材料具有1.59至3.62、优选1.61至3.17、特别优选1.61至2.55的粒度模数。4.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，基于混合物的总重量，所述混合物含有55重量％至80重量％，优选60重量％至75重量％，更优选60重量％至72重量％，特别优选60重量％至65重量％，特别是60至64重量％或者67重量％至72重量％的粒状材料。5.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，基于混合物的总重量，所述混合物含有1重量％至30重量％，优选1重量％至20重量％，更优选5重量％至18重量％，甚至更优选5重量％至15重量％，甚至更优选5重量％至10重量％，特别优选6重量％至8重量％的填料。6.根据权利要求5所述的混凝土构件，其特征在于，所述填料在0.025mm的筛孔宽度下具有63重量％至99重量％，优选68重量％至99重量％，更优选90重量％至99重量％，特别优选95重量％至99重量％的过筛量，并且在筛孔宽度为0.015mm时具有38重量％至73重量％，优选58重量％至67重量％，特别优选61重量％至66重量％的过筛量，基于填料的总重量。7.根据权利要求5或6所述的混凝土构件，其特征在于，所述填料选自飞灰、矿渣砂、岩粉，优选分级岩粉、石灰石粉，优选分级石灰石粉、及其混合物。8.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，所述混合物含有15重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，更优选20重量％至24重量％，或者26重量％至29重量％，特别优选22重量％至24重量％的潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂，基于混合物的总重量。9.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，潜在水硬性粘合剂选自残渣、高炉炉渣，优选矿渣砂，尤其是磨碎的矿渣砂、电热磷矿渣、钢渣及其混合物，和/或所述潜在水硬性粘合剂中的(CaO+MgO)∶SiO2的摩尔比为0.8至2.5，优选为1.0至2.0。10.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，凝硬性粘合剂选自无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、微硅粉、玻璃粉末、飞灰，如褐煤粉煤灰或硬煤粉煤灰、偏高岭土、天然白榴火山灰，如凝灰岩、浮石凝灰岩或火山灰、天然和合成的沸石、及其混合物。11.根据前述权利要求中任意一项所述的混凝土构件，其特征在于，碱性硬化剂选自碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：吉多，
申请(专利权)人：梅滕科技有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：