水性制剂制造技术

本发明专利技术提供一种水性泥浆；其制备方法；包含这种泥浆的混凝土；以及这种混凝土的制备方法，所述水性泥浆包含：不同于硅灰的微粒状的火山灰，所述火山灰包含８０％以下的二氧化硅；和任选地，微粒状的基本上惰性的填料；所述泥浆的干物质含量为３０％至９０％；火山灰和填料的基本上所有的基本颗粒具有１００微米以下的基本粒径；且所述颗粒具有１５微米以下的平均粒径。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及水性制剂，其包含微粒形式的火山灰和基本上惰性的填料，所述制剂可用于制备混凝土和灰泥。
技术介绍
在Lea ‘ s Chemistry of Cement and Concrete (第四版，由 Arnold 出版)中记载了作为无机材料的天然或合成的火山灰，当其与氢氧化钙(石灰)或与可释放氢氧化钙的材 料(例如波特兰水泥熔块)混合时，其在水中变硬。火山灰通常为硅质或硅质和铝质的 材料，其独自地具有较少或不具有水泥价值，但是其能够在湿气的存在下在环境温度下 与氢氧化钙发生化学反应以形成具有水泥性能的化合物。硅灰通常包含80%以上的二氧 化硅，其非常广泛地用作火山灰，但是其变得日益昂贵。与填料相关的术语“基本上惰性的”是指填料基本上不具有火山灰的活性。本专利技术寻求提供水性制剂(泥浆)，其包含微粒状的火山灰，所述火山灰包含 80%以下的二氧化硅，所述制剂具有高的干物质含量、良好的流变性(例如为可泵送的) 和/或良好的沉积特性(例如使得泥浆较少地经受火山灰的沉积和/或再附聚)。
技术实现思路
因此，本专利技术提供一种水性泥浆，其包含-不同于硅灰的微粒状的火山灰，所述火山灰包含80%以下的二氧化硅，以及-任选地，微粒状的基本上惰性的填料其中泥浆的干物质含量为30重量％至90重量％，优选40%至75%，火山灰和 填料的基本上所有的基本颗粒具有100微米以下的基本粒径；且所述颗粒具有15微米以 下的平均粒径。本专利技术的泥浆可主要由如上文所限定的水、火山灰和填料组成，或由如上文所 限定的水、火山灰和填料组成。应该理解的是，在本专利技术的泥浆中的所有或基本上所有 的基本颗粒具有100微米以下的粒径；存在少量但无关紧要数目的粒径大于指定值的颗 粒不会显著影响泥浆的性能。在水性悬浮液中的微粒状材料，例如泥浆可包含单个的基 本颗粒。单个颗粒可聚集在一起形成附聚体。附聚体可聚集在一起形成簇。除非另外 指出，在本说明书和所附权利要求书中的粒径均为通过激光粒度测定仪测量的粒径。微粒状的火山灰优选地包含高百分比的无定形二氧化硅，例如50至80%，更优 选70至80%的无定形二氧化硅。为了实践的目的，结晶二氧化硅也可存在，其位于悬浮 液中。含有80%以下二氧化硅的火山灰包括人造火山灰和天然火山灰。人造火山灰包 括例如飞灰、谷壳灰、燃烧页岩和天然源的热活化材料。天然存在的火山灰包括火山 碎屑岩，其可为不胶结岩石(例如意大利火山灰、Tuffasche、Santorin 土和玻璃体流纹 岩)和胶结岩石(例如沸石化材料，如Trass和凝灰岩)以及碎屑岩，其包括有机源的材料(例如硅藻土)和混合源的材料(例如硅藻泥岩和海绿云母细砂岩)；也可使用火山灰 的混合物。硅灰通常具有80%或更多的二氧化硅含量。在本专利技术中，火山灰不同于硅 灰。而且，火山灰优选地不同于偏高岭土。微粒状的基本上惰性的填料可为例如 研磨的天然碳酸钙(GCC)(例如白垩、方 解石、大理石或其他天然存在的碳酸钙)、沉淀的(又称作合成的)碳酸钙(PCC)、碳酸 钡、白云石、滑石、结晶二氧化硅、烟雾二氧化钛、氧化铁、氧化锰、二氧化钛、高岭 土、粘土、云母、炉渣、硫酸钙、玄武岩、硫酸钡、氢氧化铝、铝土矿或其混合物。优 选研磨的碳酸钙和沉淀的碳酸钙。填料优选具有1以上的Moh硬度。在本专利技术的泥浆中的干物质(即除了水之外的火山灰和填料)通常包含20%至 100 %的火山灰和80 %至0 %的填料，优选20 %至80 %的火山灰和80 %至20 %的填料， 更优选30%至70%的火山灰和70%至30%的填料。基本颗粒的平均粒径优选为10微米以下，更优选为5微米以下。通过激光粒度 测定仪在水中测量的总粒径范围通常为0.05微米至100微米。在泥浆中的固态干物质的BET表面积优选为1至30平方米/克，优选1至20平方米/克。在泥浆中的固态干物质的Blaine比表面积通常为2000至15000平方厘米/千克。为了制备本专利技术的微细泥浆，通常使用湿磨。本专利技术的湿磨寻求提供一种方 法，其中减少了附聚和/或结块；减少了碾磨过程中的温度升高；制得了具有窄粒度 分布的单一材料(如火山灰)的单分散颗粒；和/或当火山灰和填料一起研磨时，通过减 少火山灰的沉积和/或再附聚而稳定泥浆。根据本专利技术的进一步特征，本专利技术的泥浆通过在水中湿磨火山灰和基本上惰性 的填料的混合物而制得。碾磨机可为例如棒磨粉机、球磨机或冲击碾磨机。合适的碾磨 机是已知的例如可获自Netzsch和WAB的那些。碾磨旨在制得具有高BET表面积、高 Blaine表面积和/或小粒径的颗粒，所述三个参数提供了对颗粒细度的量度。BET比表 面积值反映了颗粒结构，Blaine比表面积值反映了附聚体的分离，激光粒度测定提供了对 附聚颗粒细度的量度。在本专利技术的泥浆中的高Blaine细度使得它们适合用于例如自紧密 超高性能混凝土(UHPC)。可在一个或多个阶段进行碾磨，这取决于起始材料和待获得的泥浆的所需性 能。碾磨可影响研磨(以减小粒径)和/或均质化。在水性介质(通常为水)中进行湿磨。选择水性介质的pH以避免由于火山灰在 碱性条件下的活化而引起的凝胶化或可能的硬化。碾磨过程可以是连续的或分批的。通常对碾磨机进行冷却以避免由于在碾磨过程中生成的热而导致的泥浆的过 热。可通过除去水而浓缩通过碾磨获得的泥浆。这类除去(水)的已知方法包括任 选地在减压下加热；使得泥浆沉积然后由表面除去液体；以及离心。本专利技术的泥浆优选为稳定的。在长期储存，例如超过一个月后，需要搅拌以再 分散颗粒。在碾磨之前火山灰和填料可具有相似或不同的粒度。在碾磨之后火山灰和填料也可具有相似或不同的粒度。当在碾磨之前火山灰和填料具有相似的粒度时，它们在碾 磨之后可具有不同的粒度，例如当火山灰和填料具有不同的硬度时。在本专利技术的泥浆中的火山灰和填料的颗粒区可相似但优选不同。粒度优选使得 一种材料(例如火山灰)的颗粒可占据另一材料的颗粒之间的空隙。当这发生时，泥浆 中颗粒(干物质)的浓度可得以提高。具有相似尺寸的干的单分散颗粒的随机紧密填充 的填充密度(CO)为大约0.60。当加入可填充在第一颗粒之间的空隙中的较小的第二组 颗粒时，总填充密度得以增加。第一颗粒之间的间隙(1-0.6，即0.4)理想地以相似密度 (0.6)进行填充，从而得到0.6X0.4(即0.24)的另外的固体含量。总固体含量由此可达 到0.84。当该原理应用于泥浆时，可以理解的是使用不同粒径的颗粒使得能够获得增加 的固体含量。使用这种包含较少比例水的泥浆可在使用它们制备混凝土(特别是旨在具 有低水/水泥(W/C)比的混凝土)时提供更多的灵活性。火山灰和填料的粒度测量可以相同或不同。 在本专利技术的泥浆中，一种材料，例如惰性填料的平均粒径(Ci1)优选大于另一种 材料，例如火山灰的平均粒径(Ci2)。Ci1 d2的比率通常为使得(Ci1)大于或等于(d2)，优选(Ci1)与(d2)之比大于或等 于5，更优选(Ci1)与(d2)之比大于或等于7。泥浆优选包含超增塑剂。超增塑剂可在碾磨开始时，在碾磨过程中，或者在碾 磨之后，当获得所需的粒径时加入。超增塑剂通常在碾磨开始时加入。在本说明书和所附权利要求书中使用的术语“超增塑剂”应理解为既包含 减水本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水性泥浆，其包含：　　－不同于硅灰的微粒状的火山灰，所述火山灰包含８０％以下的二氧化硅，以及　　－任选地，微粒状的基本上惰性的填料：　　其中泥浆的干物质含量为３０重量％至９０重量％；火山灰和填料的基本上所有的基本颗粒具有１００微米以下的基本粒径；且所述颗粒具有１５微米以下的平均粒径。

【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：P福诺略萨，F普赛尔，
申请(专利权)人：拉法基公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]