[发明专利]用于水泥的添加剂有效

专利信息
申请号: 200980103136.2 申请日: 2009-03-24
公开(公告)号: CN101952216A 公开(公告)日: 2011-01-19
发明(设计)人: E·加特内;V·莫兰 申请(专利权)人: 拉法基公司
主分类号: C04B22/08 分类号: C04B22/08;C04B24/12;C04B28/06
代理公司: 北京戈程知识产权代理有限公司 11314 代理人: 程伟;周玉梅
地址: 法国*** 国省代码: 法国;FR
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摘要:
搜索关键词: 用于 水泥 添加剂
【说明书】:

技术领域

发明涉及用于水泥,特别是二钙硅酸盐-硫铝酸钙-铁酸盐水泥的添加剂。

背景技术

最现代的混凝土由通常使用波特兰(Portland)水泥的水硬水泥制得。

波特兰水泥是通过粉碎波特兰水泥熔块,常常少量加入硫酸钙而制得的水硬水泥。所述熔块通过将原料的特定混合物(细碎的、紧密混合且均匀的)加热至接近或高于1400℃的温度而制得,所述原料含有CaO、SiO2、Al2O3和其他材料。主要的CaO源通常为石灰石形式的碳酸钙。

以硬球形式制得的熔块含有至少三分之二质量的硅酸钙(硅酸三钙、阿里特(alite)、(CaO)3-SiO2和硅酸二钙、二钙硅酸盐、(CaO)2-SiO2;且在当前实践中在大多数水泥厂中熔块的60%以上为硅酸三钙);铝酸三钙和铁铝酸四钙。

波特兰熔块的这四种主要的组成组分通常缩写为:

C3S(硅酸三钙);

C2S(硅酸二钙);

C3A(铝酸三钙);和

C4AF(铁铝酸四钙)。

在包括所附权利要求书的本说明书中,除非另外指出,如下术语用于表示水泥的矿物组分。

C表示CaO,

A表示Al2O3

F表示Fe2O3

S表示SiO2

$表不SO3

波特兰水泥的生产导致二氧化碳的生成:产生烧结所需高温(约1400℃)所需要的含碳燃料被氧化为二氧化碳(CO2),且在吸热反应过程中碳酸钙被煅烧,从而形成氧化钙和二氧化碳。

在最近几十年中,大气中的二氧化碳水平显著增加并持续增长。增加的气候效应已引起注意,合意的是降低二氧化碳排放。水泥工业占所有CO2工业排放的约5%。

需要富含石灰石的原料混合物以获得富含阿里特(其为C3S的不纯形式)的波特兰水泥熔块。若将波特兰水泥熔块的C3S组分几乎完全消除,则波特兰水泥熔块生产中的CO2排放可降低约10%。这可通过将原料中的石灰石量降低约10%而得以实现;然后在煅烧至氧化钙过程中由石灰石释放的CO2量可得以降低,正如提供用于该吸热转化的能量所需的燃料量得以降低一样。然而,C3S是波特兰水泥最重要的成分,其在很大程度上控制波特兰水泥的固化和硬化。

具有低阿里特含量的波特兰水泥熔块富含二钙硅酸盐(其为C2S的不纯形式)。然而,富含二钙硅酸盐的波特兰水泥不能提供足够的短期强度以满足标准要求,且不能获得现代混凝土应用所需的性能。

已知其他类型的水泥的生产会产生比波特兰水泥更少的CO2。由于基于硫铝酸钙(缩写为CSA)的水泥可以较低的工业CO2排放且无需使用昂贵的原料而制得,因此它们是重要的。硫铝酸盐水泥包含已知为“Klein盐”或“ye′elimite”的硫铝酸钙C4A3$相,这使得有可能获得可观的早压缩强度(early compressive strength)。

已知使用例如二乙醇胺和三乙醇胺的“链烷醇胺”作为促进剂以减少固化时间并增加含有波特兰水泥的混凝土的早龄期(例如一天)压缩强度。已报导使用低剂量(通常<0.03%)的三乙醇胺作为波特兰水泥熔块的助磨剂。也已知使用特定的钙盐作为促进剂以用于波特兰水泥中的固化和硬化。已报导利用氯化钙的促进为基本上催化的,且C3S最受影响。

现在已发现可使用链烷醇胺调整含有二钙硅酸盐-硫铝酸钙-铁酸盐的水泥(之后称为BCSAF水泥)的性能,从而改进后期(特别是多于30天)强度,以及该水泥的性能和含有该水泥的灰浆和混凝土的性能。钙盐与链烷醇胺结合使用也能提供另外的强度提高,特别是后期强度提高。本发明旨在提供一种BCSAF水泥混合物,其提供给包含它的水硬粘合剂与常规波特兰水泥可相比的流变强度和机械强度性能,和/或提供给包含它的灰浆和混凝土增大的28天和/或90天压缩强度。

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