[发明专利]包括机械-化学改性的组分的工程混凝土粘合剂组合物及其生产方法

说明书

本发明涉及一种致密且高密度的工程混凝土粘合剂组合物及其生产方法。尤其，所述工程混凝土粘合剂组合物包括至少一种机械‑化学改性的组分。

技术领域

本发明涉及一种致密且高密度的工程混凝土粘合剂组合物及其生产方法。尤其，所述工程混凝土粘合剂组合物包括至少一种机械-化学改性的组分。

背景技术

混凝土是全世界最常用和最广泛使用的建筑材料之一。它主要是包括水泥的粗骨料和细骨料的复合材料。然后向其添加水以获得浆料，并且该混凝土浆料用于不同的建造目的。混凝土的用途包括但不限于铺设道路和路面，建造建筑物、摩天大楼、坝、多层停车场以及其他。

然而，由于水泥的生产是温室气体排放的主要贡献者，因此混凝土的使用是一种对环境不友好的方法。因此，现在几种其他组分被用作水泥的替代，并且正在努力获得在不损害混凝土特性的情况下，对生态更加友好的混凝土混合物。

其中用作水泥的替代的化合物类包括火山灰质材料。火山灰质类包括本质上为硅质或铝质的一大类化合物。火山灰质材料的几个实例尤其包括粉煤灰、硅尘、粒状高炉渣和偏高岭土(metakaolin)。当火山灰质材料被细磨时，虽然这些材料本身对混凝土不贡献任何特性，但是它们能够与混凝土组分(氢氧化钙和水)反应并增强胶凝特性。

最期望的混凝土的特性包括耐久性，其是混凝土抵抗由于时间推移引起的劣化的能力；易于处理、凝结和精整的可加工性；以及强度，其是可以承受高压力和重量的能力。混凝土的强度是决定其用途的非常重要的特性。例如，混凝土抗压强度要求可以在用于住宅混凝土的2500psi(17MPa)至用于商业结构的4000psi(28MPa)以及更高之间变化。对于某些应用，指定最高达甚至超过10,000psi(70MPa)的更高的强度。

在凝结后的几天内，混凝土的强度特性会随着混凝土硬化而发展。在混凝土的强度发展的阶段期间，混凝土是无法自由使用的，因为它无法承受其所需的全部压力要求。由于建造工作变慢以及建筑物的使用被延迟，这就产生了问题。

美国专利第4,350,533号提供了一种可水合的水泥粉，其在水合的早期阶段期间产生的钙矾石的量等于水泥/水浆重量的约40％至约60％，所述粉包括，按重量计，约18％至约65％的高铝水泥、约16％至约35％的硫酸钙、0％至约65％的波特兰水泥以及0％至约8.5％的外来石灰(extraneous lime)，在水泥粉水合期间，所述波特兰水泥和所述外来石灰是约3.5％至约8.5％的氧化钙的替代源或补充源。

美国专利第5,352,288号提供了一种包括氧化钙材料、火山灰质材料以及碱金属催化剂的混凝土组合物以获得低成本且高抗压强度的水泥混合物。

美国专利第4,957,556号提供了用于形成非常早凝结且超高强度的水泥的方法。该方法包括形成包含SiO₂、Al₂O₃、CaO、Fe₂O₃以及SO₃的原料混合物。将该混合物加热至在1,000℃与1,200℃之间的高温，持续足够的时间段，以产生包含高浓度的C₄A₃S的熟料。