[发明专利]具有低熟料含量的水硬性粘合剂

说明书

技术领域

本发明涉及具有低熟料含量的水硬性粘合剂、其制备及其用途。

背景技术

水硬性粘合剂是通过水合作用凝固并硬化的材料，例如水泥。大多数常规水硬性组合物包含波特兰水泥（其本身包含波特兰熟料和硫酸钙）。硫酸钙的主要作用在于优化早期压缩强度。然而，硫酸钙对长期压缩强度影响很小或没有影响。

常规水硬性组合物的已知问题在于在它们的生产过程中（主要在波特兰熟料的生产过程中）CO₂的高排放水平。CO₂排放问题的已知解决方案是将水硬性组合物中的部分波特兰熟料替换为其他无机材料。因此，具有低熟料含量的水硬性组合物具有高质量比C/K，其中C为粘合剂的量，K为熟料的量，粘合剂的量对应于熟料和其他无机材料的总和。替代部分波特兰熟料的最常用的无机材料之一是炉渣，特别是研磨成颗粒的高炉炉渣。

具有高C/K比的（特别是包含炉渣的）水硬性组合物的一个已知问题是早期压缩强度的损失，其通常在水硬性组合物与水混合后24小时测量。

解决早期压缩强度损失问题的已知解决方案是将碱金属盐添加至水硬性组合物。然而，这种解决方案的缺陷在于减少了长期压缩强度，长期压缩强度通常在水硬性组合物与水混合后28天测量。

因此，需要找到另一方式以增加具有高C/K比的水硬性组合物的早期压缩强度，同时防止长期压缩强度的减少。

发明内容

意外地，发明人证实有可能使用预定量的碱金属盐与硫酸钙的组合从而保留或甚至增强具有高C/K比并包含炉渣的水硬性组合物的早期压缩强度（水硬性组合物混合后24小时）和长期压缩强度（水硬性组合物混合后28天）。

本发明旨在提供具有高C/K比的新型水硬性粘合剂和组合物，其具有一个或多个如下特征：

在水硬性组合物与水混合后24小时的良好的早期压缩强度，同时有可能保持或甚至增强水硬性组合物混合后28天的压缩强度；

由于熟料的量小于常规混凝土（特别是C25/30混凝土）的量，减少了与水硬性组合物的生产相关的CO₂排放（C25/30混凝土为根据EN206-1标准的混凝土，其特征在于在16cm x32cm的圆柱体上测量的混合后28天的压缩强度为至少25MPa，在15cm x15cm的立方体上测量的混合后28天的压缩强度为至少30MPa）；

相对于仅添加硫酸钙，增加了长期压缩强度（混合后28天）；

相比于现有技术的水硬性组合物的在早期和长期压缩强度之间的良好的折中，所述现有技术的水硬性组合物通常对一段时间（混合后24小时或28天）的压缩强度有积极影响但对另一时段（分别为混合后28天或24小时）的压缩强度有消极影响；

对水硬性组合物的流变性没有不利影响。

因此，本发明提供一种水硬性粘合剂，其包含以质量份计的：

（a）20至60份的波特兰熟料；

（b）20至40份的炉渣；

（c）0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；

（a）、（b）和（c）的总和等于100份；

所述粘合剂进一步包含炉渣活化剂，所述炉渣活化剂包含（例如由如下物质组成）相对于100份（a）和（b）的总和的：

1.4至6.55份的碱金属盐，用当量-Na₂O表示；和

1.1至11.0份的硫酸钙，用SO₃表示。

优选地，所述水硬性粘合剂包含20至55，更优选20至50份的波特兰熟料。

通过在高温下烧结包含石灰石和例如粘土的混合物获得波特兰熟料。其根据NF EN197-1标准中的水泥定义。

优选地，本发明所用的波特兰熟料（优选超细的波特兰熟料）的勃氏比表面积大于或等于5500，更优选大于或等于6000，最优选大于或等于6500cm²/g。