專利名稱：水性制劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水性制劑，其包含微粒形式的火山灰和基本上惰性的填料，所述制劑可用于制備混凝土和灰泥。
背景技術(shù)：
在Lea ‘ s Chemistry of Cement and Concrete (第四版，由 Arnold 出版)中記載了
作為無機(jī)材料的天然或合成的火山灰，當(dāng)其與氫氧化鈣(石灰)或與可釋放氫氧化鈣的材 料(例如波特蘭水泥熔塊)混合時(shí)，其在水中變硬?；鹕交彝ǔ楣栀|(zhì)或硅質(zhì)和鋁質(zhì)的 材料，其獨(dú)自地具有較少或不具有水泥價(jià)值，但是其能夠在濕氣的存在下在環(huán)境溫度下 與氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)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，其非常廣泛地用作火山灰，但是其變得日益昂貴。與填料相關(guān)的術(shù)語“基本上惰性的”是指填料基本上不具有火山灰的活性。本發(fā)明尋求提供水性制劑(泥漿)，其包含微粒狀的火山灰，所述火山灰包含 80%以下的二氧化硅，所述制劑具有高的干物質(zhì)含量、良好的流變性(例如為可泵送的) 和/或良好的沉積特性(例如使得泥漿較少地經(jīng)受火山灰的沉積和/或再附聚)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明提供一種水性泥漿，其包含-不同于硅灰的微粒狀的火山灰，所述火山灰包含80%以下的二氧化硅，以及-任選地，微粒狀的基本上惰性的填料其中泥漿的干物質(zhì)含量為30重量％至90重量％，優(yōu)選40%至75%，火山灰和 填料的基本上所有的基本顆粒具有100微米以下的基本粒徑；且所述顆粒具有15微米以 下的平均粒徑。本發(fā)明的泥漿可主要由如上文所限定的水、火山灰和填料組成，或由如上文所 限定的水、火山灰和填料組成。應(yīng)該理解的是，在本發(fā)明的泥漿中的所有或基本上所有 的基本顆粒具有100微米以下的粒徑；存在少量但無關(guān)緊要數(shù)目的粒徑大于指定值的顆 粒不會(huì)顯著影響泥漿的性能。在水性懸浮液中的微粒狀材料，例如泥漿可包含單個(gè)的基 本顆粒。單個(gè)顆?？删奂谝黄鹦纬筛骄垠w。附聚體可聚集在一起形成簇。除非另外 指出，在本說明書和所附權(quán)利要求書中的粒徑均為通過激光粒度測定儀測量的粒徑。微粒狀的火山灰優(yōu)選地包含高百分比的無定形二氧化硅，例如50至80%，更優(yōu) 選70至80%的無定形二氧化硅。為了實(shí)踐的目的，結(jié)晶二氧化硅也可存在，其位于懸浮 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 括例如飛灰、谷殼灰、燃燒頁巖和天然源的熱活化材料。天然存在的火山灰包括火山 碎屑巖，其可為不膠結(jié)巖石(例如意大利火山灰、Tuffasche、Santorin 土和玻璃體流紋 巖)和膠結(jié)巖石(例如沸石化材料，如Trass和凝灰?guī)r)以及碎屑巖，其包括有機(jī)源的材料(例如硅藻土)和混合源的材料(例如硅藻泥巖和海綠云母細(xì)砂巖)；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。在本發(fā)明中，火山灰不同于硅 灰。而且，火山灰優(yōu)選地不同于偏高嶺土。微粒狀的基本上惰性的填料可為例如 研磨的天然碳酸鈣(GCC)(例如白堊、方 解石、大理石或其他天然存在的碳酸鈣)、沉淀的(又稱作合成的)碳酸鈣(PCC)、碳酸 鋇、白云石、滑石、結(jié)晶二氧化硅、煙霧二氧化鈦、氧化鐵、氧化錳、二氧化鈦、高嶺 土、粘土、云母、爐渣、硫酸鈣、玄武巖、硫酸鋇、氫氧化鋁、鋁土礦或其混合物。優(yōu) 選研磨的碳酸鈣和沉淀的碳酸鈣。填料優(yōu)選具有1以上的Moh硬度。在本發(fā)明的泥漿中的干物質(zhì)(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，優(yōu)選20 %至80 %的火山灰和80 %至20 %的填料， 更優(yōu)選30%至70%的火山灰和70%至30%的填料。基本顆粒的平均粒徑優(yōu)選為10微米以下，更優(yōu)選為5微米以下。通過激光粒度 測定儀在水中測量的總粒徑范圍通常為0.05微米至100微米。在泥漿中的固態(tài)干物質(zhì)的BET表面積優(yōu)選為1至30平方米/克，優(yōu)選1至20平
方米/克。在泥漿中的固態(tài)干物質(zhì)的Blaine比表面積通常為2000至15000平方厘米/千克。為了制備本發(fā)明的微細(xì)泥漿，通常使用濕磨。本發(fā)明的濕磨尋求提供一種方 法，其中減少了附聚和/或結(jié)塊；減少了碾磨過程中的溫度升高；制得了具有窄粒度 分布的單一材料(如火山灰)的單分散顆粒；和/或當(dāng)火山灰和填料一起研磨時(shí)，通過減 少火山灰的沉積和/或再附聚而穩(wěn)定泥漿。根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步特征，本發(fā)明的泥漿通過在水中濕磨火山灰和基本上惰性 的填料的混合物而制得。碾磨機(jī)可為例如棒磨粉機(jī)、球磨機(jī)或沖擊碾磨機(jī)。合適的碾磨 機(jī)是已知的例如可獲自Netzsch和WAB的那些。碾磨旨在制得具有高BET表面積、高 Blaine表面積和/或小粒徑的顆粒，所述三個(gè)參數(shù)提供了對(duì)顆粒細(xì)度的量度。BET比表 面積值反映了顆粒結(jié)構(gòu)，Blaine比表面積值反映了附聚體的分離，激光粒度測定提供了對(duì) 附聚顆粒細(xì)度的量度。在本發(fā)明的泥漿中的高Blaine細(xì)度使得它們適合用于例如自緊密 超高性能混凝土(UHPC)。可在一個(gè)或多個(gè)階段進(jìn)行碾磨，這取決于起始材料和待獲得的泥漿的所需性 能。碾磨可影響研磨(以減小粒徑)和/或均質(zhì)化。在水性介質(zhì)(通常為水)中進(jìn)行濕磨。選擇水性介質(zhì)的pH以避免由于火山灰在 堿性條件下的活化而引起的凝膠化或可能的硬化。碾磨過程可以是連續(xù)的或分批的。通常對(duì)碾磨機(jī)進(jìn)行冷卻以避免由于在碾磨過程中生成的熱而導(dǎo)致的泥漿的過 熱?？赏ㄟ^除去水而濃縮通過碾磨獲得的泥漿。這類除去(水)的已知方法包括任 選地在減壓下加熱；使得泥漿沉積然后由表面除去液體；以及離心。本發(fā)明的泥漿優(yōu)選為穩(wěn)定的。在長期儲(chǔ)存，例如超過一個(gè)月后，需要攪拌以再 分散顆粒。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。當(dāng)在碾磨之前火山灰和填料具有相似的粒度時(shí)，它們?cè)谀?磨之后可具有不同的粒度，例如當(dāng)火山灰和填料具有不同的硬度時(shí)。在本發(fā)明的泥漿中的火山灰和填料的顆粒區(qū)可相似但優(yōu)選不同。粒度優(yōu)選使得 一種材料(例如火山灰)的顆粒可占據(jù)另一材料的顆粒之間的空隙。當(dāng)這發(fā)生時(shí)，泥漿 中顆粒(干物質(zhì))的濃度可得以提高。具有相似尺寸的干的單分散顆粒的隨機(jī)緊密填充 的填充密度(CO)為大約0.60。當(dāng)加入可填充在第一顆粒之間的空隙中的較小的第二組 顆粒時(shí)，總填充密度得以增加。第一顆粒之間的間隙(1-0.6，即0.4)理想地以相似密度 (0.6)進(jìn)行填充，從而得到0.6X0.4(即0.24)的另外的固體含量?？偣腆w含量由此可達(dá) 到0.84。當(dāng)該原理應(yīng)用于泥漿時(shí)，可以理解的是使用不同粒徑的顆粒使得能夠獲得增加 的固體含量。使用這種包含較少比例水的泥漿可在使用它們制備混凝土(特別是旨在具 有低水/水泥(W/C)比的混凝土)時(shí)提供更多的靈活性?；鹕交液吞盍系牧６葴y量可以相同或不同。 在本發(fā)明的泥漿中，一種材料，例如惰性填料的平均粒徑(Ci1)優(yōu)選大于另一種 材料，例如火山灰的平均粒徑(Ci2)。Ci1 d2的比率通常為使得(Ci1)大于或等于(d2)，優(yōu)選(Ci1)與(d2)之比大于或等 于5，更優(yōu)選(Ci1)與(d2)之比大于或等于7。泥漿優(yōu)選包含超增塑劑。超增塑劑可在碾磨開始時(shí)，在碾磨過程中，或者在碾 磨之后，當(dāng)獲得所需的粒徑時(shí)加入。超增塑劑通常在碾磨開始時(shí)加入。在本說明書和所附權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“超增塑劑”應(yīng)理解為既包含 減水齊[J 又包含超增塑齊[J，如在 Concrete Admixtures Handbook, Properties Science and Technology, V.S.Ramachandran, Noyes Publications, 1984 中所述。減水劑被定義為添加劑，其使得混凝土的混合水的量通常降低10-15%以得到給 定的可加工性。減水劑包括例如磺化木質(zhì)素、羥基羧酸、碳水化合物和其他特定的有機(jī) 化合物，例如甘油、聚乙烯醇、鋁-甲基-硅酸鈉、磺胺酸和酪蛋白。超增塑劑屬于化學(xué)上不同于常規(guī)減水劑的新一類減水劑，且能夠使得水含量降 低大約30%。超增塑劑被廣泛地分為四類萘甲醛磺酸鹽濃縮物(SNF)(通常為鈉鹽)； 或者三聚氰胺甲醛磺酸鹽濃縮物(SMF)；改性的木素磺化鹽(MLS)；及其他。更近期 的超增塑劑包括多羧酸化合物，例如聚丙烯酸酯。超增塑劑優(yōu)選為新一代超增塑劑，例 如包含作為接枝鏈的聚乙二醇和主鏈上的羧酸官能(例如多羧酸醚)的共聚物。也可使 用磷酸衍生物。還可使用聚羧酸-聚磺酸鈉和聚丙烯酸鈉。所需的超增塑劑的量通常取 決于水泥的反應(yīng)性。反應(yīng)性越低，所需的超增塑劑的量越低。為了減少總堿含量，超增 塑劑可作為鈣鹽而不是鈉鹽使用。其他添加劑可包含在本發(fā)明的組合物中，例如消泡劑(例如聚二甲基硅氧烷)。 這些還包含溶液、固體形式或優(yōu)選樹脂、油或乳液形式的硅酮，優(yōu)選在水中。更特別合 適的是包含(RSiOO.5)和(R2SiO)結(jié)構(gòu)部分的硅酮。在這些式中，R基團(tuán)可為相同的或不同的，并優(yōu)選為氫或具有1至8個(gè)碳原子的 烷基，優(yōu)選甲基。結(jié)構(gòu)部分的數(shù)目優(yōu)選為30至120。在最終水泥中的這種試劑的量通常為相對(duì)于水泥至多5重量份。本發(fā)明的泥漿優(yōu)選包含粘度和/或屈服應(yīng)力改性劑(通常用于增加粘度和/或屈服應(yīng)力)。這類試劑包括纖維素衍生物，例如水溶性纖維素醚，例如羧甲基鈉、甲 基、乙基、羥乙基和羥丙基醚；藻蛋白酸鹽；和黃色素、角叉菜膠或瓜爾膠?？墒褂眠@ 類試劑的混合物。 水溶性添加劑可在碾磨開始時(shí)，在碾磨過程中，或者在碾磨之后，當(dāng)獲得所需 的粒徑時(shí)加入。在碾磨以制備本發(fā)明的泥漿之前的惰性填料可以為顆粒狀碳酸鈣(例如研磨的 或沉淀的)。其優(yōu)選為研磨的碳酸鈣。優(yōu)選的BET表面積為2-10平方米/克，通常為8平方米/克以下，例如4至7 平方米/克，優(yōu)選6平方米/克以下。惰性填料可以為例如Durcal 1。在碾磨之前惰性填料可具有5微米以下，例如1至4微米的平均粒徑。非火山灰可以為研磨的二氧化硅，例如石英，其具有<100微米，優(yōu)選<80微 米的粒徑，例如可獲自法國Sifraco的C800，其基本上為非火山灰二氧化硅填料，并具有 1.3微米的D9Q。在碾磨之前惰性填料也可以為沉淀的碳酸鈣。單個(gè)(初級(jí))顆粒通常具有大約 20納米的粒徑。單個(gè)顆粒附聚成具有約0.1至1微米的(次級(jí))粒徑的簇。簇本身形 成具有ι微米以上的(三級(jí))粒徑的附聚體。在碾磨之前BET表面積(通過已知方法確 定)可以為20-40平方米/克。在碾磨之前起始材料的濃度通常為20至90%，優(yōu)選20至75%，更優(yōu)選20至 60%。碾磨時(shí)間取決于起始材料和碾磨機(jī)的操作參數(shù)。固體材料在水性懸浮介質(zhì)中的分 散可進(jìn)行大約半小時(shí)。碾磨可進(jìn)行大約2小時(shí)。碾磨機(jī)可以在再循環(huán)模式下(其中將再循環(huán)產(chǎn)品例如經(jīng)由儲(chǔ)蓄槽返回至進(jìn)料)或 者在多程模式下(其中產(chǎn)品批量循環(huán)一次或多次)進(jìn)行操作。通過合適的選擇以下各項(xiàng) 而優(yōu)化碾磨例如碾磨球的尺寸(這些越小，碾磨的顆粒越小)；在碾磨的懸浮液中的固體的濃度(越稀釋的懸浮液越適合碾磨)；使用合適的研磨劑(例如超增塑劑)，這確保了良好的抗絮凝作用以改進(jìn)研磨的 效力。本發(fā)明的泥漿可用于制備混凝土。以下在本說明書(包括所附權(quán)利要求書) 中使用的術(shù)語“混凝土”也包括灰泥?；炷量梢詾楦咝阅芑炷?HPC)，例如根 據(jù)C60/80，通常具有50至100兆帕的壓縮強(qiáng)度，或者超高性能混凝土(UHPC)，例如
Ductal ，通常具有大于100兆帕的壓縮強(qiáng)度?；炷吝€可以為自流平、自密實(shí)或自澆注
的?；炷烈部梢詾榈退嗪炕炷粱蛘叱Ｒ?guī)混凝土，例如根據(jù)C25/30。當(dāng)泥漿用于制備混凝土混合物時(shí)，本發(fā)明尋求提供減少的獲得設(shè)計(jì)流量或坍塌 度所需的混合時(shí)間，改進(jìn)的混合物的可加工性，和/或?qū)τ诮o定超細(xì)顆粒含量而言較高 的強(qiáng)度(例如HPC)。本發(fā)明還尋求提供一種制劑，其能適應(yīng)可澆注混凝土混合物或可壓制混凝土混 合物(例如通過包含超增塑劑和/或另外的水)的制備；減少混合時(shí)間，已經(jīng)被分散的超 細(xì)材料；改進(jìn)安全性，因?yàn)槟酀{中的超細(xì)組分未分散至大氣中，其中它們通過在制備混凝土混合物過程中可能的吸入而對(duì)健康構(gòu)成危險(xiǎn)；能夠制備UHPC而不使用硅灰(其被認(rèn)為是UHPC的關(guān)鍵組分)或制備HPC;和/或能夠制備混凝土混合物，其適合在熱固 化后提供良好的壓縮強(qiáng)度(與48小時(shí)強(qiáng)度相比在固化后的強(qiáng)度可顯著增加)。因此本發(fā)明提供混凝土的第一實(shí)施例，其包含至多30重量％的本發(fā)明的泥漿。 混凝土的第一實(shí)施例可以包括例如以相對(duì)重量份計(jì)的如下組分100重量份的波特蘭水泥；50至200重量份的具有單一等級(jí)且DlO至D90為0.063至5毫米的砂子，或者 砂子的混合物(優(yōu)選兩種砂子)，其中最細(xì)砂子具有0.063至1毫米的DlO至D90，最粗 砂子具有1至4毫米的DlO至D90 ；至多80重量份的本發(fā)明的含火山灰的泥漿；以及優(yōu)選地0.1至10重量份的減水超增塑劑。泥漿的量優(yōu)選為至多70重量份，更優(yōu)選為大約30重量份。砂子通常為硅砂、煅燒的鋁土礦或顆粒狀冶金殘留物；細(xì)砂也可包含研磨的硬 密礦物材料，例如研磨的玻璃化爐渣。優(yōu)選的砂子混合物包括砂子的混合物(優(yōu)選兩種 砂子)，其中最細(xì)砂子具有0.063至1毫米的DlO至D90，最粗砂子具有1至2毫米的DlO 至 D90。本發(fā)明的混凝土的第一實(shí)施例可以為自澆注混凝土?？偰淌湛s可以通過在加入泥漿之前在混合物中包含2至8，優(yōu)選3至5，例如 大約4份的生石灰、煅石灰或氧化鈣而得以降低。本發(fā)明的混凝土的第一實(shí)施例還可以為高性能混凝土(HPC)這種混凝土通常 具有100兆帕以上的壓縮強(qiáng)度。本發(fā)明的泥漿還可以用于制備混凝土組合物的第二實(shí)施例，其包含以質(zhì)量比例 計(jì)的如下組分-0.2%至25%的在超細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料，其包含D90為1微米以下和/或BET 比表面積為5平方米/克以上的顆粒；-7%至25%的選擇的波特蘭水泥，其包含D90為30微米以下的顆粒；-8%至40%的在細(xì)粒徑范圍內(nèi)的不同于水泥的材料，其包含DlO和D90為1微 米至120微米，并具有5平方米/克以下的BET比表面積的顆粒；以及-20%至60%的在平均粒徑范圍內(nèi)的材料，其包含DlO和D90為120微米至5毫 米的顆粒。表述“選擇的波特蘭水泥”是指例如對(duì)水泥進(jìn)行制備操作從而使得顆粒具有 給定的粒度等級(jí)，例如與獲得常規(guī)波特蘭水泥所提供的碾磨相比更強(qiáng)的碾磨，選擇或分 篩，例如通過篩分或氣動(dòng)選擇?；炷两M合物的第二實(shí)施例具有高的早壓縮強(qiáng)度，在短期內(nèi)，特別是在48小時(shí) 后大于或等于50兆帕。組合物滿足了制備超高性能混凝土，且具有減少的相關(guān)二氧化碳 排放的需要。實(shí)際上，用于制備超高性能混凝土的(特別是)熔塊的水泥的量低于通常 用于制備常規(guī)超高性能混凝土的量?；炷两M合物的第二實(shí)施例優(yōu)選包含以質(zhì)量比例計(jì)的如下組分-10%至20%的在超細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料；
-10%至20%的選擇的波特蘭水泥；-12%至33%的在細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料；-35%至55%的在平均粒徑范圍內(nèi)的材料。 混凝土組合物的第二實(shí)施例還可包含在較大粒徑范圍內(nèi)的材料，其包含DlO為5 毫米以上的顆粒。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案，混凝土組合物的第二實(shí)施例包含以質(zhì)量比例 計(jì)的如下組分-0.1%至20%的在超細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料；-3%至20%的選擇的波特蘭水泥；-3.5%至32%的在細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料；-8%至48%的在平均粒徑范圍內(nèi)的材料；以及-20%至60%的在較大粒徑范圍內(nèi)的材料。構(gòu)成混凝土組合物的第二實(shí)施例的材料以顆粒形式存在，即單一成分的材料。 粒徑分布使得有可能將組分分成幾個(gè)“粒徑范圍”，即分成基本上分開的區(qū)域。因此，超細(xì)粒徑范圍的由如下構(gòu)成⑴D90為1微米以下的顆粒，或者(ii) BET比表面積為5平方米/克以上的顆粒，或者(iii)D90為1微米以下且BET比表面積為5平方米/克以上的顆粒。細(xì)粒徑范圍對(duì)應(yīng)于DlO和D90為1微米至120微米，且BET比表面積為5平方 米/克以下的一組顆粒。平均粒徑范圍對(duì)應(yīng)于DlO和D90為120微米至5毫米的一組顆 粒。較大粒徑范圍對(duì)應(yīng)于DlO為5毫米以上的一組顆粒。D90,又稱為Dv90，對(duì)應(yīng)于粒徑分布的第90百分位數(shù)，即顆粒的90%小于 D90, 10%大于D90。類似地，D10，又稱為Dv10，對(duì)應(yīng)于粒徑分布的第10百分位數(shù)， 即顆粒的10%具有小于DlO的尺寸，90%具有大于DlO的尺寸。換句話說至少80%的在細(xì)粒徑范圍內(nèi)的顆粒(優(yōu)選至少90%，特別優(yōu)選至少 95%,或者甚至至少99%)具有1微米至120微米的尺寸；至少80%的在平均粒徑范圍內(nèi) 的顆粒(優(yōu)選至少90%，特別優(yōu)選至少95%，或者甚至至少99% )具有120微米至5毫 米的尺寸；至少90%的在較大粒徑范圍內(nèi)的顆粒(優(yōu)選至少95%，或者甚至至少99%) 具有5毫米以上的尺寸；以及根據(jù)對(duì)應(yīng)于以上(i)和(iii)情形的具體實(shí)施方案，至少90% 的在超細(xì)粒徑范圍內(nèi)的顆粒(優(yōu)選至少95%，特別優(yōu)選至少99% )具有1微米以下的尺 寸。由此，四個(gè)粒徑范圍(超細(xì)、細(xì)、平均和較大)對(duì)應(yīng)于基本上分開的尺寸區(qū)域。一組顆粒的DlO或D90通?？赏ㄟ^激光粒徑分析(對(duì)于63微米以下的顆粒)或 者通過篩分(對(duì)于63微米以上的顆粒)加以確定。BET比表面積為顆粒的總真實(shí)表面積的量度，其考慮了起伏、不規(guī)則性、表面 或內(nèi)部空穴以及孔隙率的存在。根據(jù)一個(gè)可選擇的具體實(shí)施方案，在細(xì)和超細(xì)范圍內(nèi)的顆粒的尺寸之間可存在 重疊，即10%以上的分別在超細(xì)和細(xì)范圍內(nèi)的顆?？商幱谙嗤某叽绶秶鷥?nèi)。其中超細(xì)和細(xì)范圍的區(qū)別僅在于顆粒的BET比表面積而不在于顆粒的尺寸的情 況的實(shí)施例可為其中超細(xì)顆粒由水合水硬性粘合劑研磨物構(gòu)成的實(shí)施例。在該實(shí)施例中，對(duì)于100平方米/克數(shù)量級(jí)的比表面積(由于該材料的孔隙率)，超細(xì)顆?？删哂?0 微米數(shù)量級(jí)的尺寸。在如上所限定的混凝土的第二實(shí)施例的組合物中，水泥為波特蘭水泥，其選自 標(biāo)準(zhǔn)CPA型(人造波特蘭水泥)波特蘭水泥，特別地選自在歐洲標(biāo)準(zhǔn)EN 197-1中所述的 水泥。有可能使用例如CEMl或CEM2 52.5N或R或PM (對(duì)于海洋建筑物)水泥或者 PMES (對(duì)于海洋建筑物，硫酸化水)。水泥可以為HRI類型(高初始強(qiáng)度)。在某些情 況下，特別是對(duì)于CEM2型，波特蘭水泥不是由純的熔塊構(gòu)成，而是以至多37%的量與 至少一種另外的材料(爐渣、火山灰、飛灰、煅燒的片巖、石灰等)摻合后提供。在這 些情況中，上述的水泥量更特別地對(duì)應(yīng)于熔塊量，而將另外的材料視為相關(guān)粒徑范圍之
ο

較大粒徑范圍可包括附聚體和/或砂礫和/或礫石和/或石屑。平均粒徑范圍可以特別地包括砂子或細(xì)砂。細(xì)粒徑范圍可以包括一種或多種選自飛灰、火山灰(天然或人造)、石灰石粉 末、硅質(zhì)粉末、石灰、硫酸鈣(特別是無水或半水合形式的硫酸鈣)、爐渣的材料。詞語“填料”往往用于表示細(xì)粒徑范圍的大部分材料。超細(xì)粒徑范圍可以包括選自如下的材料石灰石粉末、沉淀的碳酸鹽、天然和 人造的火山灰、浮石、研磨的飛灰、水合或碳酸化的硅質(zhì)水硬性粘合劑研磨物、以及其 混合物或其共研磨物，以干燥或水性懸浮液形式。特別地，在超細(xì)粒徑范圍內(nèi)的材料基 本上不包括硅灰。術(shù)語“基本上不”是指硅灰的量低于超細(xì)粒徑范圍的材料總量的1重量％。術(shù)語“水合硅質(zhì)水硬性粘合劑研磨物”特別地表示在文獻(xiàn)FR2708592中描述的
女口
廣 PFt ο任何標(biāo)準(zhǔn)增塑劑(或者超增塑劑)可以有利地加入本發(fā)明的混凝土組合物的第二 實(shí)施例中，優(yōu)選地以0.05至3%，優(yōu)選0.5至2%的濃度，該濃度以增塑劑的干提取物與 混凝土組合物的質(zhì)量的質(zhì)量比表示。增塑劑的量還確定為糊劑的所需品質(zhì)的函數(shù)，這尤 其取決于是否需要自密實(shí)混凝土。坍塌度測量使得有可能確定應(yīng)用于制劑中的增塑劑的 類型和數(shù)量。本發(fā)明的混凝土的第二實(shí)施例通過混合本發(fā)明的泥漿與水泥、水、在平均粒徑 范圍內(nèi)的材料以及如果需要在較大粒徑范圍內(nèi)的材料而制得。因此，對(duì)于本發(fā)明的混凝土的第二實(shí)施例而言，W/B比率，其中W表示水的 量，B表示粘合劑的量(混合物的材料(波特蘭水泥+細(xì)粒徑范圍))相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)混凝土 得以降低，且通常為0.1至0.5，優(yōu)選0.13至0.30。由于存在少量的水泥，W/C比率(其 中W表示水的量，C表示水泥的量)大于標(biāo)準(zhǔn)混凝土的情況。W/C比率優(yōu)選為0.2至 2，特別優(yōu)選0.5至1。對(duì)于本發(fā)明的混凝土的第二實(shí)施例而言，混合水的量為150至300升/立方米， 優(yōu)選180至250升/立方米。根據(jù)一個(gè)具體實(shí)施方案，根據(jù)本發(fā)明配制的混凝土的第二實(shí)施例的組合物為涉 及的不同參數(shù)(材料及其濃度的選擇)綜合優(yōu)化的結(jié)果，從而保證優(yōu)化的填充(選擇粒徑 和選擇摻合物)，優(yōu)化的水合化學(xué)(實(shí)際上許多組分參與反應(yīng)石灰石粉末、飛灰等)，和優(yōu)化的需水量。本發(fā)明的混凝土的第二實(shí)施例的組合物在混合后48小時(shí)具有大于或等于50兆帕 的壓縮強(qiáng)度，和/或在混合后28天具有大于或等于100兆帕的壓縮強(qiáng)度，和/或在混合 后以及在固化處理(例如在硬化后在20°C下2天，然后在90°C下2天)后具有大于或等 于120兆帕的壓縮強(qiáng)度。本發(fā)明的不同目的和優(yōu)點(diǎn)通過完全優(yōu)化所有制劑參數(shù)而獲得，特別是通過_開發(fā)具有劃分為分開的粒徑范圍，特別是細(xì)范圍、平均范圍、較大范圍和超細(xì) 范圍的材料的混凝土組合物，這使得不同顆粒的填充得以優(yōu)化；-除水泥之外存在屬于細(xì)粒徑范圍的非水泥粘合劑材料，其可相對(duì)于水泥為大部 分且對(duì)其的選擇及比例進(jìn)行優(yōu)化；-使用能夠起到水硬性粘合作用的超細(xì)成分，特別是與火山灰反應(yīng)的成分；-調(diào)節(jié)需水量； -優(yōu)化不同的添加劑。優(yōu)選地，本發(fā)明的混凝土為流體或自密實(shí)混凝土。本發(fā)明的混凝土可通過本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法制備，包括混合泥漿、固體 化合物和水，成型(例如模塑、澆注、注入、泵送、擠出或壓延)和硬化。本發(fā)明還涉及由硬化的混凝土制得的物體，其包括-10至200千克/立方米，優(yōu)選20至100千克/立方米的如上所定義的在超細(xì)粒 徑范圍內(nèi)的材料；-選擇的波特蘭水泥水合物，其量對(duì)應(yīng)于130至350千克/立方米，優(yōu)選150至 300千克/立方米的波特蘭水泥的量；-200至600千克/立方米，優(yōu)選300至500千克/立方米的如上所定義的在細(xì)粒 徑范圍內(nèi)的材料；-500至800千克/立方米，優(yōu)選500至700千克/立方米的如上所定義的在平均 粒徑范圍內(nèi)的材料；以及-500至1300千克/立方米，優(yōu)選800至1100千克/立方米的如上所定義的在較 大粒徑范圍內(nèi)的材料。本發(fā)明的水泥可包括金屬和/或有機(jī)纖維，例如用于制備本發(fā)明的第一和第二 混凝土。纖維的重量通常為15至25份/100份水泥。以相對(duì)于最終凝固混凝土的體積 表示的金屬纖維的量通常為4%以下，例如0.5至3.5%，優(yōu)選大約2%。基于相同基準(zhǔn) 表示的有機(jī)纖維的量優(yōu)選為2至4.5%?；炷镣ǔＪ前粗亓糠峙幚淼?，添加劑的重量 以相對(duì)于水泥的重量而非混凝土的總重量表示。在每立方米的包含金屬纖維的混凝土的 第一實(shí)施例中的水泥重量為大約750千克/立方米。相對(duì)于水泥重量的金屬纖維的重量 優(yōu)選為120至170千克/立方米，更優(yōu)選大約160千克/立方米。在每立方米的包含有 機(jī)纖維的混凝土的第一實(shí)施例中的水泥重量為大約700千克/立方米。相對(duì)于水泥重量 的有機(jī)纖維的重量優(yōu)選為25至60千克/立方米，更優(yōu)選大約55千克/立方米。當(dāng)包含 這類纖維時(shí)，本發(fā)明的混凝土優(yōu)選為超高性能混凝土這類混凝土通常具有100兆帕以 上，優(yōu)選150兆帕以上的壓縮強(qiáng)度。金屬纖維通常選自鋼纖維，例如高強(qiáng)度鋼纖維、無定形鋼纖維或不銹鋼纖維。任選地，鋼纖維可以用如銅、鋅、鎳(或它們的合金)的非鐵金屬涂布。金屬纖維的單個(gè)長度⑴通常為至少2毫米，優(yōu)選10-30毫米。Ι/d比率(d為 纖維的直徑)通常為至少30，優(yōu)選至多100?？墒褂镁哂锌勺儙缀蔚睦w維它們?cè)谀┒丝梢詾榫砬?、皺狀的或鉤狀的。纖 維的粗糙度也可以變化和/或可以使用具有可變橫截面的纖維；所述纖維可通過任何合 適的技術(shù) 獲得，包括通過編織或接纜數(shù)個(gè)金屬線以形成絞合組件。在纖維與基體之間的粘合可通過數(shù)種方式(可單獨(dú)或結(jié)合使用)得以促進(jìn)。根據(jù)第一種方式，在水泥質(zhì)基體中的金屬纖維的粘合可通過處理纖維表面而得 以促進(jìn)。該纖維處理可通過一種或多種如下方法進(jìn)行纖維刻蝕；或者將無機(jī)化合物沉 積在纖維上，特別是通過沉積二氧化硅或金屬磷酸鹽?？涛g例如可通過將纖維與酸接觸 并接著通過中和而進(jìn)行。二氧化硅可以通過將纖維與如硅烷、硅酸酯(siliconate)或硅溶膠的硅化合物接 觸而得以沉積。應(yīng)該理解的是二氧化硅或磷酸鹽基本上被限制于混凝土基體中的金屬纖 維的表面上，而并非均勻分散于基體中。磷化處理是已知的，且描述在例如G丄ORlN的題為“ThePhosphatizing of Metals”(1973)，Pub.Eyrolles 的文章中。通常，金屬硫酸鹽使用磷化法沉積，其包括將預(yù)酸洗的金屬纖維引入包含金屬 磷酸鹽(優(yōu)選磷酸錳或磷酸鋅)的水性溶液中，然后過濾溶液以回收纖維然后清洗纖 維、中和并再次清洗。與通常的磷化法不同，獲得的纖維不必進(jìn)行油脂型涂飾；然而它 們可以任選地用添加劑浸漬從而提供防腐蝕保護(hù)或者使得它們更易于用水泥質(zhì)介質(zhì)進(jìn)行 加工。磷化處理還可通過在纖維上涂布或噴涂金屬磷酸鹽溶液而進(jìn)行。根據(jù)第二種方式，可通過將一種或多種選自沉淀的碳酸鈣、在水性溶液中的聚 乙烯醇、膠乳或其混合物的化合物引入組合物來促進(jìn)纖維粘合至水泥質(zhì)基體。有機(jī)纖維包括聚乙烯醇纖維(PVA)、聚丙烯腈纖維(PAN)、聚乙烯纖維(PE)、 高密度聚乙烯纖維(HDPE)、聚丙烯纖維(PP)、均聚物或共聚物、聚酰胺或聚酰亞胺纖 維、芳族聚酰胺纖維和碳纖維。也可以使用這些纖維的混合物。在本發(fā)明中使用的有 機(jī)增強(qiáng)纖維可以分類為高模量反應(yīng)性纖維、低模量非反應(yīng)性纖維和反應(yīng)性纖維。例 子包括非反應(yīng)性HDPE纖維，其模量通常高于混凝土基體的模量、非反應(yīng)性聚酰胺纖維 (PA)，其模量通常低于混凝土基體的模量，以及PVA纖維，其能夠與混凝土基體反應(yīng)。 在本說明書(包括所附權(quán)利要求書)中使用的術(shù)語“模量”是指楊氏模量(彈性模量)。還可以使用金屬和有機(jī)纖維的混合物由此獲得“雜化”復(fù)合材料，其機(jī)械性 能可根據(jù)所需性能(彈性和冷加工以及后峰性能)進(jìn)行調(diào)節(jié)。有機(jī)纖維的存在使得有可能改變混凝土對(duì)熱或火的性能。有機(jī)纖維的熔融使得有可能形成通路，當(dāng)混凝土暴露于高溫時(shí)，壓力下的蒸汽 或水可通過該通路逸出。雜化金屬和有機(jī)增強(qiáng)成分可以通過結(jié)合具有各種性質(zhì)和/或長度的纖維而制 得。例子包括短PVA有機(jī)纖維(6毫米)和長金屬纖維(13毫米)，其可顯示增強(qiáng)協(xié)同 效應(yīng)；PVA或HDPE短纖維(6毫米)和PVA長纖維(20毫米)、短鋼簾線(5毫米)和 PVA長纖維(20毫米)。
有機(jī)纖維可以作為單股或多股存在；單股或多股的直徑優(yōu)選為10微米至800微米。有機(jī)纖維還可以以織造或非織造結(jié)構(gòu)的形式或者以包含不同細(xì)絲的雜化股的形式使用。有機(jī)纖維的單個(gè)長度優(yōu)選為5毫米至40毫米。有機(jī)纖維的量通常為使得它們的體積在凝固后為混凝土體積的至8%，優(yōu)選 為5%以下。使用的有機(jī)纖維的最佳量通常取決于纖維幾何，它們的化學(xué)特性和它們的內(nèi) 在機(jī)械性能(例如彈性模量、流動(dòng)閾值、機(jī)械強(qiáng)度)。L/Φ的比率(Φ為纖維直徑，L為長度)通常為至少30，且優(yōu)選至多300。使用具有不同性能的纖維的共混物使得包含它們的混凝土的性能得以改變。聚合物纖維對(duì)混凝土基體的粘合可通過單獨(dú)或結(jié)合使用的各種方法得以促進(jìn)。 通過使用反應(yīng)性纖維促進(jìn)粘合粘合可通過對(duì)混凝土的熱處理，例如通過固化得以提 高。粘合也可通過對(duì)纖維的表面處理而得以促進(jìn)。纖維至水泥基體的粘合可通過在混凝土組合物中包含選自如下的化合物而得以 促進(jìn)沉淀的碳酸鈣；聚乙烯醇的水性溶液；磷酸鹽；膠乳；表面活性劑(例如消泡劑 或濕潤劑)；或其混合物。纖維的平均長度L與砂子的粒徑D的比率R通常為至少5，特別是當(dāng)砂子具有1 毫米的最大粒徑時(shí)。在本發(fā)明的混凝土中的水泥可以為例如根據(jù)ENV 197-1的I、II、III、IV或V
型水泥，或者可以為用于制備灰泥的砌筑水泥。波特蘭水泥包括爐渣；硅灰；火山灰； 飛灰；頁巖殘?jiān)?；石灰石；和?fù)合水泥。用于本發(fā)明的優(yōu)選的水泥為CEM I。根據(jù)本發(fā)明用于水泥的水/粘合劑的比率可隨火山灰和填料的量和種類而變 化。水/粘合劑的比率(W/B)(其中W為水的重量，B為用于本發(fā)明的混凝土的水泥和 火山灰的組合重量)可隨火山灰和填料的量和類型而變化。水-粘合劑的比率通常為大 約0.7以下，例如大約0.6以下，且為大約0.08以上；其通常為0.08至0.3，優(yōu)選0.13至 0.25，例如大約0.2。水/粘合劑的比率可使用例如減水劑和/或超增塑劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。在使用本發(fā)明的泥漿制備混凝土混合物時(shí)，泥漿通常在聚集體之后加入或者加 入預(yù)混料。泥漿可提供所有所需的水或者如果需要可以加入更多的水。在制備UHPC 時(shí)，所需的所有水可由泥漿提供；對(duì)于HPC可單獨(dú)地或通過使用更稀釋的泥漿而加入更 多的水?？刹捎美缫韵碌幕旌享樞蚧旌匣w的粉狀成分；引入泥漿和部分(例如一 半)摻合物；混合；引入剩余部分的摻合物；混合；引入增強(qiáng)纖維和另外的成分；混 合。混凝土的第一和第二實(shí)施例可經(jīng)受固化以改進(jìn)其機(jī)械性能。固化通常在環(huán)境溫度 (例如20°C至90°C)，優(yōu)選60°C至90°C的溫度下進(jìn)行。固化溫度在環(huán)境壓力下應(yīng)小于水 的沸點(diǎn)。固化溫度通常為100°C以下。高壓處理(其中固化在加壓下進(jìn)行)允許使用較 高的固化溫度。固化時(shí)間可以為例如6小時(shí)至4天，優(yōu)選大約2天。固化可以在凝固之前或之 后(優(yōu)選在凝固開始后至少一天)，優(yōu)選在20°C下在混凝土(其老化2天至大約7天)上 開始。固化可以在干或濕條件下或者在交替這兩種環(huán)境的循環(huán)中進(jìn)行，例如在潮濕環(huán)境下固化24小時(shí)，接著在干燥環(huán)境下固化24小時(shí)。混凝土的第一和第二實(shí)施例可以為通過粘合線或通過粘合鋼筋束(tendons)的預(yù) 張的，或者為通過單個(gè)非粘合鋼筋束或通過電纜或通過鞘或條的后張的，所述電纜包括 線組件或包括鋼筋束。預(yù)加應(yīng)力，無論是以預(yù)張形式或是以后張形式，特別好地適合由本發(fā)明的混凝 土制得的產(chǎn)品。金屬預(yù)加應(yīng)力電纜具有非常高的未充分利用的拉伸強(qiáng)度，因?yàn)榘鼈兊幕w 的脆性不允許優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)元件的尺寸。由于該機(jī)械強(qiáng)度的增加而獲得的體積上的減少使得能夠制備預(yù)制元件。因而有 可能因其輕巧而具有易于運(yùn)輸?shù)拈L跨度混凝土元件，這特別好地適合大型結(jié)構(gòu)的建造， 其中廣泛利用后張。在這種類型結(jié)構(gòu)的情況中，就工地持續(xù)時(shí)間和組裝而言，該解決方 法提供特別有利的節(jié)約。此外，在熱固化的情況中，預(yù)張或后張的使用顯著降低收縮。



通過以下非限制性的實(shí)施例以及附圖1至5闡述本發(fā)明，其中附圖1至4顯示了 泥漿的粒徑分布。圖5顯示了平板的抗彎強(qiáng)度相對(duì)于變形的演變(實(shí)線E)，并說明了使 用Yali火山灰泥漿的組合物的延展性能。
具體實(shí)施例方式在包括所附權(quán)利要求書的本說明書中在20°C下濕固化兩天，接著在90°C下濕固化2天之后，在直徑為7厘米，高度 為14厘米的圓柱形測試樣品上測量壓縮強(qiáng)度值；施加于樣品的力在測試過程中以3.85千 牛/秒的速率增加；在如對(duì)于壓縮強(qiáng)度值所述的濕固化之后，在棱柱狀測試樣品(在兩個(gè)點(diǎn)支撐， 測量尺寸為4x4x16厘米)上測量抗彎強(qiáng)度，在中部施加力；施加于樣品的力在測試過程 中以0.05千牛/秒的速率增加；除非特別說明，百分比以重量計(jì)；材料的表面積通過如下進(jìn)行測量BET法，使用Beckman Coulter SA 3100裝置，其中氮?dú)庾鳛槲綒怏w；或者Blaine 表面積根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn) EN 196-6，使用 Blaine Euromatest Sintco 裝置，在
20°C和不超過65%的相對(duì)濕度下測量；在測量表面積之前，泥漿樣品在50-150°C的溫度下在烘箱中干燥至恒重(然后 研磨干燥產(chǎn)品以制備粉末，所有粉末均能夠通過80微米篩子)；坍塌度值(動(dòng)態(tài)，帶沖擊_通常為20-，以大約1秒的時(shí)間間隔，或者靜態(tài)無沖 擊)在圓形沖擊臺(tái)(直徑300毫米，厚度5.9毫米，重量約4.1千克)上測量，下降大約 12毫米。測試樣品(500毫升)使用高50毫米、頂部直徑70毫米、底部直徑100毫米的 扁平圓錐形模具制備；靜態(tài)值(無沖擊)在脫模后在樣品停止移動(dòng)后測量；以及細(xì)顆粒(100納米至100微米)的平均粒徑和分布使用Malvern Mastersizer 2000通過激光粒度測定儀測量(測量在稀釋的樣品上進(jìn)行)。通過以下非限制性實(shí)施例說明本發(fā)明。在實(shí)施例中，所用材料可獲自如下供應(yīng) 商DurcallOmya,法國Durcal 1具有大約5平方米/克的BET值。Durcal 5Omya，法國超增塑劑F2Chryso,法國HTS 水泥Lafarge France Le Teil 水泥。

砂子BeOlSifraco,法國硅灰(NS980)SEPR,法國硅灰(971U)ELKEM,挪威實(shí)施例1泥漿使用LMEl (Netzsch)碾磨機(jī)制備。碾磨機(jī)包括臥式罐，在該臥式罐內(nèi)部， 配有穿孔盤的攪拌軸攪動(dòng)一床的單峰(monomodal)陶瓷球，所述陶瓷球的直徑可根據(jù)所 需的碾磨的需要進(jìn)行選擇(最小尺寸0.4毫米)。在樹端的籠系統(tǒng)可以使球和產(chǎn)品初次 分離。安排在籠中心的第二靜態(tài)分離系統(tǒng)包括具有0.1毫米開口的筒。碾磨機(jī)可以在再 循環(huán)模式下(其中將再循環(huán)產(chǎn)品經(jīng)由儲(chǔ)蓄槽直接返回至進(jìn)料)或者在多程模式下(其中產(chǎn) 品批量循環(huán)一次或多次)進(jìn)行操作。通過合適的選擇以下各項(xiàng)而優(yōu)化碾磨碾磨球的尺寸(這些越小，碾磨的顆粒越小)；在碾磨的懸浮液中的固體的濃度(越稀釋的懸浮液越適合碾磨)；使用合適的研磨劑(超增塑劑)，這確保了良好的抗絮凝作用以改進(jìn)研磨的效 力。以已知的方式研磨Yali火山灰以制備粒徑為80微米以下(所有材料通過80微米 篩子)的起始材料。然后碾磨由此制備的起始材料以制備6升包含30%固體材料的泥漿。使用氧化鋯/ 二氧化硅04/06毫米的球。加載水平為80 % (大約1400克)。具有再循環(huán)的碾磨進(jìn)行5小時(shí)。碾磨速度2500tpm壓力0.1巴安培數(shù)3.5A泵速2.5泥漿排出量650克/分鐘將經(jīng)碾磨的產(chǎn)品靜置4周，接著抽吸表面水以得到包含58.7%固體物質(zhì)的泥漿產(chǎn)
P
ΡΠ O泥漿的粒徑分布在稀釋的樣品上測量，所得結(jié)果通過圖1中的虛線Al顯示。在 橫坐標(biāo)上繪制以微米計(jì)的粒徑，在縱坐標(biāo)上繪制體積％。在濕磨之前Yali火山灰的粒徑 分布以實(shí)線A2顯示。實(shí)施例2
所用程序與在實(shí)施例1中所述程序類似。以已知的方式研磨Jojobera飛灰以制備粒徑為80微米以下的起始材料。然后使 用Netzsch碾磨機(jī)碾磨由此制得的起始材料以制備6升包含30%固體材料的泥漿。使用氧化鋯/ 二氧化硅04/06毫米的球。加載水平為80 % (大約1400克)。具有再循環(huán)的碾磨進(jìn)行3小時(shí)。碾磨速度2500tpm壓力0.2巴安培數(shù)3.5A 泵速2泥漿排出量 560克/分鐘將制得的泥漿靜置4周，接著抽吸表面水以得到包含52.3%固體物質(zhì)的泥漿產(chǎn)
P
ΡΠ O泥漿的粒徑分布在稀釋的樣品上測量，所得結(jié)果通過圖2中的虛線Bl顯示。在 橫坐標(biāo)上繪制以微米計(jì)的粒徑，在縱坐標(biāo)上繪制體積％。在濕磨之前Jojobera飛灰的粒 徑分布以實(shí)線B2顯示。實(shí)施例3泥漿用SEPR的硅灰NS980和石灰石填料(Durcal 1)制備。粉末混合物包含40% 的硅灰和60%的石灰石填料。以已知的方式研磨粉末混合物以制備粒徑為80微米以下的 起始材料。然后使用Netzsch碾磨機(jī)碾磨由此制得的起始材料以制備6升包含30%固體 材料的泥漿。使用氧化鋯/ 二氧化硅04/06毫米的球。加載水平為80% (大約1400克)。具有再循環(huán)的碾磨進(jìn)行45分鐘。碾磨速度2500tpm壓力0.3巴安培數(shù)3.5A泵速2.5泥漿排出量760克/分鐘將制得的泥漿靜置4周，接著抽吸表面水以得到包含58.5%固體物質(zhì)的泥漿產(chǎn) 品。更精確地，該泥漿包含22.72%的硅灰、33.98%的石灰石填料、1.76%的超增塑劑 (F2)和 41.54% 的水。泥漿的粒徑分布在稀釋的樣品上測量，所得結(jié)果通過圖3中的實(shí)線Cl顯示。在 橫坐標(biāo)上繪制以微米計(jì)的粒徑，在縱坐標(biāo)上繪制體積％。實(shí)施例4泥漿用ELKEM的硅灰971U和石灰石填料(Durcal 1)制備。粉末混合物包含 40%的硅灰和60%的石灰石填料。以已知的方式研磨粉末混合物以制備粒徑為80微米以 下的起始材料。然后使用Netzsch碾磨機(jī)碾磨由此制得的起始材料以制備6升包含30% 固體材料的泥漿。
使用氧化鋯/ 二氧化硅04/06毫米的球。加載水平為80 % (大約1400克)。具有再循環(huán)的碾磨進(jìn)行45分鐘。碾磨速度2500tpm壓力0.2巴

安培數(shù)3.5A泵速2.5泥漿排出量850克/分鐘將制得的泥漿靜置4周，接著抽吸表面水以得到包含54.5%固體物質(zhì)的泥漿產(chǎn) 品。更精確地，該泥漿包含20.92%的硅灰、31.36%的石灰石填料、2.27%的超增塑劑 (F2)和 45.45% 的水。泥漿的粒徑分布在稀釋的樣品上測量，所得結(jié)果通過圖4中的實(shí)線Dl顯示。在 橫坐標(biāo)上繪制以微米計(jì)的粒徑，在縱坐標(biāo)上繪制體積％。對(duì)于制備實(shí)施例3和4的含硅灰的泥漿而言，超增塑劑的使用是必須的。相反 地，制備實(shí)施例1和2的分別含Yali火山灰和Jojobera飛灰的泥漿無需超增塑劑。實(shí)施例5使用在實(shí)施例1和2中制備的泥漿代替混凝土混合物中的硅灰，其具有如下組成相對(duì)量水泥(HTS)1泥漿(以干物質(zhì)表示)0.25填料(Durcal5)0.3砂子(BEOl)1.37摻合物(F2)0.04W/C0.21混合在Rayneri混合器中進(jìn)行。獲得如下結(jié)果
涂抹(毫米)
W/C—--^ 流動(dòng)時(shí)間(秒)
靜態(tài)在沖擊Z后
獲自實(shí)施例1的
、…0.21245270127
Yali泥漿
獲自實(shí)施例2的
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Jojobera 泥漿
權(quán)利要求
1.一種水性泥漿，其包含-不同于硅灰的微粒狀的火山灰，所述火山灰包含80%以下的二氧化硅，以及 -任選地，微粒狀的基本上惰性的填料其中泥漿的干物質(zhì)含量為30重量％至90重量火山灰和填料的基本上所有的基本 顆粒具有100微米以下的基本粒徑；且所述顆粒具有15微米以下的平均粒徑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泥漿，其包含微粒狀的基本上惰性的填料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泥漿，其還包含超增塑劑。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泥漿，其中所述火山灰包含70%至80%的無定形二氧化硅。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泥漿，其中所述泥漿的干物質(zhì)含量為30重量％至 70重量％的火山灰和70重量％至30重量％的填料。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泥漿，其中在所述泥漿中的基本顆粒的平均粒徑 為5微米以下。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泥漿，其中總粒徑范圍為0.05微米至100微米。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一項(xiàng)所述的泥漿，其中所述填料的平均粒徑(屯)與所述火山 灰的平均粒徑(d2)的比率為使得(屯)與(d2)之比大于或等于7。
9.一種如權(quán)利要求1所述的水性泥漿的制備方法，該方法包括在水中濕磨火山灰和任 選地基本上惰性的填料。
10.一種混凝土，其包含至多30重量％的如權(quán)利要求1所述的泥漿。
11.一種如權(quán)利要求10所述的混凝土的制備方法，該方法包括混合如權(quán)利要求1所述 的泥漿和混凝土基體的其他組分。
全文摘要
本發(fā)明提供一種水性泥漿；其制備方法；包含這種泥漿的混凝土；以及這種混凝土的制備方法，所述水性泥漿包含不同于硅灰的微粒狀的火山灰，所述火山灰包含80％以下的二氧化硅；和任選地，微粒狀的基本上惰性的填料；所述泥漿的干物質(zhì)含量為30％至90％；火山灰和填料的基本上所有的基本顆粒具有100微米以下的基本粒徑；且所述顆粒具有15微米以下的平均粒徑。
文檔編號(hào)C04B20/00GK102026932SQ200980116825
公開日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年7月18日
發(fā)明者F·普賽爾, P·福諾略薩 申請(qǐng)人:拉法基公司