[发明专利]混合水泥组合物

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2005年10月28日提高的未决美国临时专利申请 No.60/731,035的优先权。通过引用将该申请合并到本文中。

发明领域

本发明针对包括炉渣的辅助粘结材料和混合水泥组合物，更具体 地，是针对包含具有凝硬特性的炉渣的辅助粘结材料(“SCM”)。本发 明的组合物可包括另加的火山灰和其它添加剂。

发明背景

混凝土混合料典型地包含硅酸盐水泥。硅酸盐水泥是与添加的水 起化学反应并变硬的水凝水泥。硅酸盐水泥典型地包括铁、粘土和水 泥岩/石灰石的混合物，该混合物被加热至约2,600-3,000°F的温度。 在加热之后，通常将该硅酸盐水泥研磨成粉末，并且可以将其与诸如 石膏的组分混合以控制凝固时间。硅酸盐水泥典型地用作各种建筑应 用所用混凝土混合料中的组分。

存在的发展趋势是尝试开发较低成本的粘结混合物，该粘结混合 物或者降低或者消除对硅酸盐水泥即铁、粘土和水泥岩/石灰石的依 赖。例如，通过提供可与硅酸盐水泥混合的组合物可以降低这种依赖， 此外还仍然提供硅酸盐水泥的有益或增强的性能。还存在的顾虑是硅 酸盐水泥的生产释放大量温室气体，期望按配方制造出需要较少硅酸 盐水泥的更加环境友好的产品。

发明概述

本发明的实施方案提供以重量计包含约25％-约80％的炉渣、约 20％-约75％其它火山灰和约0％-约25％其它添加剂的辅助粘结材料。在 本发明的另外的实施方案中，提供的炉渣的量为约30％-约75％、约35％- 约70％、约40％-约65％或约45％-约60％，火山灰的量为约25％-约70％、 约30％-约65％、约35％-约60％或约40％-约55％，以及其它添加剂的量 为约5％、约10％、约15％、约20％或约25％。本发明的实施方案可包括 添加剂。它们还可包括氧化钙和/或氢氧化钙。

用于本发明实施方案中的其它火山灰可以是微硅粉、偏高岭土、 ASTM C 618 C级粉煤灰、ASTM C 618 F级粉煤灰、ASTM C 618 N级 火山灰、稻壳灰、石英粉、磨碎的颗粒状高炉炉渣和其它本领域技术 人员已知的火山灰中的一种或多种。本发明的不同实施方案中可存在 不同量的其它火山灰。例如，在本发明的实施方案中，存在的微硅粉 的量为0.0-20重量％，存在的偏高岭土的量为0.0-20重量％，存在的 C级粉煤灰的量为0.0-60重量％，存在的F级粉煤灰的量为0.0-60重 量％，存在的N级火山灰的量为0.0-60重量％，存在的磨碎的颗粒状高 炉炉渣的量为0.0-60重量％，存在的稻壳灰的量为0.0-60重量％，以 及存在的石英粉的量为0.0-20重量％。

本发明的实施方案中使用的炉渣可以是合金钢炉渣和/或钢炉渣。 可使用的一种炉渣是不锈钢炉渣。用于本发明的炉渣可以具有例如小 于约10％的金属含量。炉渣还可以具有通过X-射线衍射测得的约 20-50％、约25-45％或约30-40％的非晶态含量。另外的实施方案提供其 中至少22％的材料具有大于68μm且小于420μm的颗粒尺寸的辅助粘 结材料。

另一个实施方案提供包含约5-50％的本文所述辅助粘结材料和约 50％-约90％的硅酸盐水泥的水泥组合物。

本发明的另外的实施方案提供包含炉渣的辅助粘结材料，其中至 少20％的材料具有大于68μm且小于420μm的颗粒尺寸。在另外的实 施方案中，至少16％的材料具有大于80μm且小于418μm的颗粒尺寸。 在又一个另外的实施方案中，至少14％的材料具有大于90μm且小于 418μm的颗粒尺寸。

附图说明

图1提供本发明的一种辅助粘结材料的颗粒尺寸分布与普通硅酸 盐水泥样品的颗粒尺寸分布的对比。

图2提供辅助粘结材料的另外实施方案的颗粒尺寸分布与普通硅 酸盐水泥样品的颗粒尺寸分布的对比。

发明描述

提供炉渣作为待引入到硅酸盐水泥中的材料来提供可行的硅酸盐 水泥SCM。用于本文时，一种或多种“炉渣”是指钢炉渣和合金钢炉 渣，但不包括高炉炉渣。优选的炉渣具有低的非晶态含量。不同炉渣 可以互相组合和/或与高炉炉渣及其它炉渣组合，作为粘结材料中硅酸 盐水泥的替代物。这些炉渣可在混凝土和所得产品中提供提高的强度 和耐久性特性。另外，本文提供有益使用炉渣的有利方法，否则这些 炉渣可能被处理掉。