[其他]硬化水泥矿料的生产方法及其装置

说明书

本发明涉及硬化水泥矿料，尤其是混凝土的生产方法，其中使用与水混合的水硬性粘合剂，还可能加入填料，以生产硬化的最终产品。

根据公开的方法，使用水硬性粘合剂，例如波特兰水泥或炼铁炉炉渣或高炉炉渣。粘合剂与水混合，需要时，与填料混合，以生产硬化材料。

本发明还涉及使用以炉渣为基体的粘合剂，用来水化快速硬化的粘合剂，以生产水泥矿料，特别是混凝土或砂浆的方法中所用的装置。

正如在本技术领域中所知，当今的建筑技术主要基于所谓混凝土材料的使用，同时也使用基于相同类型粘合剂的各种不同的砂浆和勾缝材料。混凝土以及上述砂浆和勾缝材料是石材集料和/或砂与粘合剂粘合在一起的材料，这些材料的增强通常基于使用钢筋或钢索。

上述粘合剂最通常用高温燃烧法生产，其中形成能与水再作用，及再结晶成一种新的含水化合物的化合物。然后混合粘合剂和欲用水粘合的填料、浇注成型、使之凝结，生产出混凝土混合料或上述砂浆。水化和再结晶过程需要一定的时间周期。目前由通用的建筑水泥制作的混凝土混合物，一般约经过28天才达到其标准强度。

由于所述混凝土的特性，例如由水化过程中释放出石灰而引起高pH值，可延长增强钢件避免受腐蚀的时间，所以一般习惯于用所述混凝土来制作结构构件。在典型的现代混凝土凝结期间，在水化过程和接着发生的结晶过程中会产生较高的热量。因此，大部分热量是在上述水化过程中释放产生的，而小部分热量则是在后来的结晶过程中释放的。仅在结晶过程中，当晶针生长时，才提高混凝土基体的强度，结晶从不同的颗粒开始，逐渐地彼此趋近，最终聚结在一起。

本技术领域中混凝土的生产方法，公认有下列主要缺点：

-由于在结晶过程之前必需先进行水化作用，使凝结缓慢。

-由于产生高内热而形成细微裂纹。

-由于pH值高的问题，导致适用的加固材料的选择性相对地较小。

-只可使用适应高pH值或要求高pH值的那些增强材料。

-在混凝土混合物中所谓的宏观压实性相对较差，其中细磨水泥，石料和沙集料与水混合在一起，因为用水过量存在无“填塞”组分。

-主要由内应力引起的细微裂纹引致显微疏松。

此外，当今水泥要求严格限定原料，与使用含镁石灰的有关实际缺点的典型实例是方镁石相的形成，以及在后阶段混凝土膨胀和破裂。

本发明的目的是克服有关先有技术的缺点，实现一种完全新颖的生产混凝土，砂浆和其它类似材料的方法。

正如本技术领域中通常所知的，在配制由粘合剂，水和石料集料组成的混合物期间，通过因水的作用使粘合剂颗粒水化。从粘合剂颗粒表面开始，因凝胶形成并由此朝初始晶粒进行水化过程，初始晶粘与其它粘合剂颗粒的凝胶一起延伸、聚结而生长。这样，形成的晶体网粘合了材料，通过这一过程，随着晶粒以一定尺寸长大，使材料变硬、增强，达到最终强度。

在普通水泥和混凝土技术中，水化作用导致形成硅酸钙凝胶，接着发生了结晶，这两个过程几乎同时发生，彼此紧接着进行。如今，通常使用的波特兰水泥一般磨细至325～450米²/公斤目，颗粒平均尺寸约25微米。继续研磨至更细的粒度，用普通方法从波特兰水泥制作的混凝土不会有更高的强度，忽略不计初始的稠度，也不能较大地提高强度。这起因于在上述颗粒细度下，水化作用不仅对水泥颗粒的较大部分表面起作用，甚至还对水泥颗粒的核心起作用。另一方面，例如当粘合剂由磨细的炉渣，火山灰质材料等制作时，为了快速提高强度，需要较细的粒度，因为胶凝的深度较小，胶凝时间较长。

现代混凝土技术公认，当制作在特殊环境中特殊应用的最适宜混凝土混合物时，在水泥和混凝土中大量掺合和补充混合物组分。

加至水泥的混合物组分是粉煤灰和微硅石，它们起灰结反应，很容易从天然获得足够细的粒度，不经研磨就可使用。除这些之外，正如通常所知，标准波特兰水泥要求约4～8%石膏作为初始缓凝剂。

用有机外加剂补充混凝土，起塑化剂的作用，这类外加剂包括带有极亲水基团和极亲液基团的高分子量化合物。亲液基团则结合水，这样阻止了颗粒之间相互的凝聚。这些类型的微小颗粒起着颗粒间组分间隔的作用，因此作为颗粒间的内润滑剂使用。采用这些外加剂减少了所需的水泥拌和的水量，从而减少了余留在凝结水泥中的孔数。使用过量水会造成过多孔数。这些所述外加剂的实例包括高分子量化合物，一般具有经磺化的亲水性，如三聚氰胺甲醛磺酸盐或萘甲醛缩合物。