本發(fā)明涉及水硬性粘合劑、包含該粘合劑的混合物以及包含該混合物的水硬性組合物，所述水硬性粘合劑能夠獲得具有低水泥含量的超高性能混凝土。

背景技術(shù)：

當問題是一次性制備包括水平元件和豎直或傾斜元件的混凝土部件時，精致地使用這些超高性能混凝土。例如，當問題是在工廠中制造具有U形或L形最終截面的混凝土部件時，需要分離地并且水平地澆鑄待制備部件的元件然后通過粘性結(jié)合、錨固或螺絲接合組裝所述元件從而獲得U截面或L截面。其缺點在于，這些部件的制造操作繁多，部件本身的制造變得復(fù)雜，增加錯誤的可能性并且降低部件的堅固性。

還需要超高性能混凝土制劑，所述超高性能混凝土制劑可以在單個步驟中制備混凝土部件而不借助組裝步驟，無論其形狀或其截面如何。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

而且本發(fā)明要解決的問題是提供超高性能非自密實(或非自流平)混凝土的新型制劑，當施加至傾斜或豎直平面時所述混凝土可以維持原位。

非自密實表示材料具有大于20帕斯卡，優(yōu)選200和400帕斯卡之間的根據(jù)本專利申請中描述的方法測得的應(yīng)力值。該材料還被稱為閾值材料并且不適合作為自密實混凝土。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物具有如下優(yōu)點：

-它們可以通過投射(特別是使用投射槍)或通過用投射刀噴射進行施加；

-它們可以用于通過壓延制造混凝土部件的方法；

-它們可以用于傾斜或豎直表面(例如橋墩或橋板或海港的未負載碼頭)上存在的修補或修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)；

-它們在28天時可以具有通常為90至150MPa或甚至更高的壓縮機械強度；

-它們可以包含纖維從而賦予其額外的感興趣性質(zhì)，例如延展性；

-它們可以具有在0.1s^–1的剪切梯度下測得的大于20Pa，優(yōu)選大于80Pa的應(yīng)力閾值。

出于該目的，本發(fā)明提出水硬性粘合劑，所述水硬性粘合劑以質(zhì)量百分比計包含：

-20％至82％的波特蘭水泥，所述波特蘭水泥的顆粒具有2μm至11μm的D₅₀；

-15％至56％的非火山灰礦物添加劑A1，所述非火山灰礦物添加劑A1的顆粒具有1至150μm的D₅₀并且選自石灰石添加劑例如碳酸鈣，硅質(zhì)添加劑例如石英，硅質(zhì)石灰石礦物添加劑，煅燒頁巖，沸石，燃燒植物灰及其混合物；

-4％至30％的火山灰礦物添加劑A2，所述火山灰礦物添加劑A2的顆粒具有1至150μm的D₅₀；

這些百分比的總和為90％至100％。

本發(fā)明的主題還有混合物，所述混合物以體積百分比計包含至少43％的根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑和至少30％的砂，這些百分比的總和為95％至100％。

本發(fā)明的主題還有水硬性組合物，排除夾帶空氣，所述水硬性組合物在1m³的體積中包含：

-140至246kg的水；和

-至少654升的根據(jù)本發(fā)明的混合物；

這兩種組分的體積的總和為900至1,000升。

本發(fā)明還提出用于建筑領(lǐng)域的成形制品，所述成形制品包含根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑或根據(jù)本發(fā)明的混合物。

本發(fā)明旨在提供下文描述的至少一個決定性優(yōu)點。

本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)降低CO₂排放的需求。事實上，本發(fā)明的范圍內(nèi)使用的水泥(特別是熟料)的量小于超高性能混凝土通常需要的量(每m³混凝土高達200kg/m³的水泥)。

通過閱讀說明書和下文給出的僅為說明性而非限制性的實施例，本發(fā)明的其它優(yōu)點和特征將變得明顯。

本發(fā)明的主題為水硬性粘合劑，所述水硬性粘合劑以質(zhì)量百分比計包含：

-20％至82％的波特蘭水泥，所述波特蘭水泥的顆粒具有2μm至11μm的D₅₀；

-15％至56％的非火山灰礦物添加劑A1，所述非火山灰礦物添加劑A1的顆粒具有1至150μm的D₅₀并且選自石灰石添加劑例如碳酸鈣，硅質(zhì)添加劑例如石英，硅質(zhì)石灰石礦物添加劑，煅燒頁巖，沸石，源自植物燃燒的灰及其混合物；

-4％至30％的火山灰礦物添加劑A2，所述火山灰礦物添加劑A2的顆粒具有1至150μm的D₅₀；

這些百分比的總和為90％至100％。

水硬性粘合劑為通過水合凝固和硬化的材料。

凝固通常表示水硬性粘合劑通過水合反應(yīng)轉(zhuǎn)變成固體狀態(tài)。凝固之后通常是硬化階段。

硬化通常表示水硬性粘合劑獲得機械強度。硬化通常在凝固結(jié)束之后進行。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含波特蘭水泥。在本發(fā)明的含義內(nèi)，波特蘭水泥包括波特蘭熟料。如果進一步加入硫酸鈣，還可以想到使用經(jīng)研磨的波特蘭熟料作為波特蘭水泥。

優(yōu)選的波特蘭水泥為2012年4月的歐洲標準NF EN 197–1中限定的那些以及ASTM C150–12標準中描述的那些，更優(yōu)選為CEM I水泥。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含25％至55％，更優(yōu)選30％至45％的波特蘭水泥，以基于粘合劑的質(zhì)量百分比表示。

適用于本發(fā)明的水泥通常為BET比表面積為1.20至3.3m²/g的波特蘭水泥。

BET比表面積為顆粒的實際總表面積的測量值，所述測量值考慮凹凸、不平整、表面空穴或內(nèi)部空穴、孔隙的存在。

根據(jù)本發(fā)明適合使用的水泥優(yōu)選為顆粒的D₁₀為1μm至4μm，更優(yōu)選1μm至3μm，甚至更優(yōu)選1μm至2.5μm的水泥。

根據(jù)本發(fā)明適合使用的水泥優(yōu)選為顆粒的D₅₀為3μm至11μm，更優(yōu)選6μm至9μm的水泥。

根據(jù)本發(fā)明適合使用的水泥優(yōu)選為顆粒的D₉₀為8μm至40μm，更優(yōu)選15μm至37μm的水泥。

D₉₀(也被稱為D_V90)對應(yīng)于粒徑體積分布的第90百分位數(shù)，即90％的體積由粒徑小于D₉₀的顆粒組成并且10％的體積由粒徑大于D₉₀的顆粒組成。

同樣地，D₅₀(也被稱為D_V50)對應(yīng)于粒徑體積分布的第50百分位數(shù)，即50％的體積由粒徑小于D₅₀的顆粒組成并且50％的體積由粒徑大于D₅₀的顆粒組成。

同樣地，D₁₀(也被稱為D_V10)對應(yīng)于粒徑體積分布的第10百分位數(shù)，即10％的體積由粒徑小于D₁₀的顆粒組成并且90％的體積由粒徑大于D₁₀的顆粒組成。

對于粒徑小于800μm的顆粒，通?？梢酝ㄟ^激光粒度測量確定一組顆粒的D₁₀或D₉₀，或者對于粒徑大于63μm的顆粒，通過篩選確定。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明可以使用的合適的波特蘭水泥的BET比表面積大于或等于1.2m²/g，更優(yōu)選大于或等于1.25m²/g，優(yōu)選1.2至5m²/g。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明適合使用的波特蘭水泥具有大于或等于6,050cm²/g，更優(yōu)選大于或等于6,100cm²/g的勃氏比表面積。

根據(jù)本發(fā)明可以使用的波特蘭水泥可以研磨和/或分離(通過動態(tài)分離器)從而獲得勃氏比表面積大于或等于6,050cm²/g的水泥，或者獲得BET比表面積大于或等于1.2m²/g的水泥。該水泥可以被稱為超細水泥。例如可以根據(jù)兩種方法研磨水泥。

根據(jù)第一種方法，可以將水泥或熟料研磨成6,050cm²/g至9,000cm²/g的勃氏比表面積或1.2m²/g至3.2m²/g的BET比表面積。在該第一步驟中可以使用第二代或第三代高效分離器或極高效分離器從而分離具有希望細度的水泥并且除去不具有希望細度的水泥。然后將不具有希望細度的水泥送回至研磨機。

根據(jù)第二種方法，可以使波特蘭水泥穿過被稱為VHF(極高細度)分離器的極高效分離器從而使BET或勃氏比表面積大于或等于目標細度(目標細度大于1.2m²/g或大于6,050cm²/g)的水泥顆粒和BET或勃氏比表面積小于目標細度的水泥顆粒分離。BET或勃氏比表面積大于或等于目標細度的水泥顆粒本身可以使用。BET或勃氏比表面積小于目標細度的水泥顆?？梢猿セ蚍蛛x研磨直至獲得希望的勃氏比表面積?？梢杂糜谶@兩種方法的磨機例如為球磨機、立式磨機、輥壓機、水平磨機(例如型)或攪拌立式磨機(例如Tower Mill型)。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含礦物添加劑A1。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含25％至50％，更優(yōu)選30％至48％的添加劑A1，以基于粘合劑的質(zhì)量百分比表示。

不同于下文描述的添加劑A2，礦物添加劑A1為非火山灰礦物添加劑，即其不具有或幾乎不具有火山灰活性。

礦物添加劑A1為基本惰性的。與礦物添加劑結(jié)合的表述“基本惰性的”表示添加劑幾乎不具有火山灰活性。

礦物添加劑A1選自石灰石添加劑例如碳酸鈣，硅質(zhì)添加劑例如石英，硅質(zhì)石灰石礦物添加劑，煅燒頁巖，沸石，源自植物燃燒的灰及其混合物。

石灰石添加劑可以例如為研磨天然碳酸鈣(例如白堊、方解石、大理石或任何其它天然碳酸鈣)，碳酸鈣沉淀(也被稱為合成碳酸鈣)或其混合物。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明合適的礦物添加劑可以為碳酸鋇、白云石、滑石、結(jié)晶二氧化硅、熱解二氧化鈦、二氧化鈦、玄武巖、鋁土礦或其混合物。

優(yōu)選研磨碳酸鈣和碳酸鈣沉淀。

例如，礦物添加劑A1為煅燒頁巖(例如在NF EN 197–1標準第5.2.5段中描述)，包含碳酸鈣的礦物添加劑，例如石灰石(例如在NF EN 197–1標準第5.2.6段中限定)，包含二氧化硅的礦物添加劑，例如硅質(zhì)細?；蚱浠旌衔?。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含礦物添加劑A2。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑包含4％至25％，更優(yōu)選5％至30％的添加劑A2，以基于粘合劑的質(zhì)量百分比表示。

在Lea的名為Chemistry of Cement and Concrete的書籍(第4版，由Arnold出版)中，火山灰礦物添加劑被描述為當與氫氧化鈣(石灰)混合或與可以釋放氫氧化鈣的材料(例如波特蘭水泥熟料)混合時在水中硬化的無機、天然或合成材料。火山灰礦物添加劑通常為硅質(zhì)材料或者硅質(zhì)材料和鋁質(zhì)材料，其本身不太具有或完全不具有作為水泥的價值，但是能夠在水分的存在下在室溫下與氫氧化鈣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而形成具有水泥性質(zhì)的化合物。

火山灰礦物添加劑還被理解為具有火山灰活性的礦物添加劑。

根據(jù)本發(fā)明還適合的礦物添加劑A2可以選自硅粉、微硅、火山灰材料、偏高嶺土、任選研磨的爐渣或其混合物。

根據(jù)本發(fā)明適合的硅粉可以為冶金生產(chǎn)和硅生產(chǎn)的副產(chǎn)品。硅粉通常以球體顆粒的形式形成并且包含至少85質(zhì)量％的無定形二氧化硅。硅粉通常包含直徑為5至10nm的基本顆粒。這些基本硅粉顆粒可能附聚從而形成直徑為0.1至1μm的附聚顆粒。這些附聚顆?？赡芨骄蹚亩纬芍睆綖?0至30μm的附聚物。

硅粉通常具有4至30m²/g的BET比表面積。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明使用的硅粉可以選自根據(jù)2012年4月的歐洲標準NF EN 197–1的硅粉。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明使用的火山灰材料為2012年4月的歐洲標準NF EN 197–1中限定的那些。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明使用的爐渣為2012年4月的歐洲標準NF EN 197–1中限定的那些。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明使用的飛灰為2012年4月的歐洲標準NF EN 197–1中限定的那些。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑可以進一步包含硫酸鈣。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑進一步包含0至8％的硫酸鈣，以基于粘合劑的質(zhì)量百分比表示。

根據(jù)本發(fā)明使用的硫酸鈣包括石膏(硫酸鈣二水合物，CaSO₄.2H₂O)、半水石膏(CaSO₄.1/2H₂O)、無水石膏(無水硫酸鈣，CaSO₄)或其混合物。石膏和無水石膏以天然狀態(tài)存在。還有可能使用作為某些工業(yè)過程的副產(chǎn)物的硫酸鈣。

優(yōu)選地，當水泥的細度增加時，還有可能增加硫酸鈣的量從而維持等同的機械強度。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)其知識能夠知曉如何使用已知方法優(yōu)化硫酸鈣的量?？梢愿鶕?jù)水泥顆粒的細度完成該優(yōu)化。

本發(fā)明的另一個主題還有混合物，所述混合物以體積百分比計包含至少43％的根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑和至少30％的砂，這些百分比的總和為95％至100％。

根據(jù)本發(fā)明的混合物包含砂。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的混合物的砂為硅質(zhì)砂、煅燒鋁土礦砂、硅質(zhì)石灰石砂、石灰石砂或其混合物。

砂的粒度通常通過篩選確定。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的混合物包含顆粒的D₁₀為50μm至1mm，更優(yōu)選55至500μm的砂。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的混合物包含顆粒的D₅₀為130μm至3mm，更優(yōu)選150至500μm的砂。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的混合物包含顆粒的D₉₀小于或等于5mm，更優(yōu)選D₉₀為220μm至5mm，還更優(yōu)選D₉₀為250μm至1,000μm的砂。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的混合物包含顆粒的D₁₀為100μm至1mm、D₅₀為200μm至3mm并且D₉₀為300μm至5mm的砂。

本發(fā)明的另一個主題還有水硬性組合物，排除夾帶空氣，所述水硬性組合物在1m³的體積中包含：

-140至246升的水；和

-至少654升的根據(jù)本發(fā)明的混合物；

這些組分的總和為900至1,000升。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物包括新鮮條件和凝固條件下的組合物，例如水泥漿料、灰泥或混凝土。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物還可以包含摻合劑(例如2002年9月的EN 934–2標準、2009年11月的EN 934–3標準或2009年8月的EN 934–4中描述的那些)和任選的礦物添加劑。

優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物還包含用于水硬性組合物的摻合劑，例如促進劑、稠化劑、消泡劑、阻滯劑、粘土惰化劑、減縮劑、增塑劑和/或超增塑劑。特別地有用的是，特別包含0.01至6質(zhì)量％，優(yōu)選0.1質(zhì)量％至4質(zhì)量％的聚羧酸酯型超增塑劑，所述百分比以基于水泥質(zhì)量的干提取物質(zhì)量表示。

應(yīng)注意可以將這些摻合劑加入根據(jù)本發(fā)明的粘合劑或混合物。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含流化劑或超增塑劑。

本說明書和附帶的權(quán)利要求書中使用的術(shù)語“超增塑劑”應(yīng)被理解為包括名為“Concrete Admixtures Handbook,Properties Science and Technology”(V.S.Ramachandran，Noyes出版社，1984)的書籍中描述的減水劑和超增塑劑。

減水劑的定義是對于給定可加工性通常將混凝土的混合水量減少10％至15％的摻合劑。減水劑例如包括木質(zhì)素磺酸鹽，羥基羧酸，碳水化合物和其它專用有機化合物，例如甘油、聚乙烯醇、甲基鋁硅酸鈉、磺胺酸和酪蛋白。

超增塑劑屬于減水劑的新類別，在化學(xué)上與正常減水劑不同并且能夠?qū)⑺繙p少約30％。全球?qū)⒊鏊軇┓殖伤膫€群組：萘甲醛的磺化縮合物(SNF)(通常為鈉鹽)；三聚氰胺甲醛的磺化縮合物(SMF)；改性木質(zhì)素磺酸鹽(MLS)等。更近代的超增塑劑包括聚羧酸化合物例如聚羧酸酯，例如聚丙烯酸酯。超增塑劑優(yōu)選為新一代超增塑劑，例如包含作為支鏈的聚乙二醇并且主鏈中包含羧酸官能的共聚物，例如聚羧酸醚。還可以使用聚羧酸聚磺酸鈉和聚丙烯酸鈉。還可以使用膦酸的衍生物。需要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，需要的超增塑劑的量越小。為了減少堿金屬鹽的總量，超增塑劑可以以鈣鹽而非鈉鹽的形式使用。

還可以使用膦酸的衍生物。還可以使用聚羧酸聚磺酸鈉和聚丙烯酸鈉。需要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，需要的超增塑劑的量越小。為了減少堿金屬鹽的總含量，超增塑劑可以以鈣鹽而非鈉鹽的形式使用。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含消泡劑，例如聚二甲基硅氧烷。消泡劑還包括硅樹脂，所述硅樹脂為溶液、固體或優(yōu)選樹脂、油或乳液(優(yōu)選在水中)的形式。包含基團(RSiO_0.5)和(R₂SiO)的硅樹脂是最合適的。在這些通式中，基團R可以相同或不同并且優(yōu)選為氫原子或具有1至8個碳原子的烷基，優(yōu)選甲基。單元的數(shù)目優(yōu)選為30至120。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含稠化劑和/或用于改變流動極限(通常用于增加粘度和/或流動極限)的試劑。這些試劑包括：纖維素衍生物，例如可溶于水的纖維素醚，例如羧甲基鈉纖維素醚、甲基纖維素醚、乙基纖維素醚、羥乙基纖維素醚和羥丙基纖維素醚；海藻酸鹽；和黃原膠、角叉菜膠或瓜爾豆膠?？梢允褂眠@些試劑的混合物。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含促進劑和/或阻滯劑。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含消泡劑。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以進一步包含纖維，例如礦物纖維(玻璃、玄武巖)，有機纖維，金屬纖維(鋼)或其混合物。

有機纖維可以特別選自聚乙烯醇(PVA)纖維，聚丙烯腈(PAN)纖維，高密度聚乙烯(HDPE)纖維，聚酰胺或聚酰亞胺纖維，聚丙烯纖維，芳綸纖維或碳纖維。也可以使用這些纖維的混合物。

這些有機纖維可以以單股或多股制品的形式出現(xiàn)，制品的直徑為25微米至800微米。有機纖維的個體長度優(yōu)選在10和50mm之間。

至于金屬纖維，其可以是選自鋼纖維例如高機械強度鋼纖維、無定形鋼纖維或其它不銹鋼纖維的金屬纖維。任選地，鋼纖維可以涂布有例如銅、鋅、鎳(或其合金)的非鐵金屬。

金屬纖維的個體長度優(yōu)選為至少2mm，甚至更優(yōu)選在10–30mm的范圍內(nèi)。

可以使用端部具有凹口、褶皺或為鉤狀的纖維。

優(yōu)選的，纖維的量為水硬性組合物的體積的0％至6％，甚至更優(yōu)選1％至5％。

借助于具有不同特征的纖維混合物，能夠關(guān)于目標特征調(diào)節(jié)混凝土的性質(zhì)。

應(yīng)注意可以將纖維加入根據(jù)本發(fā)明的粘合劑或混合物。

可以通過使根據(jù)本發(fā)明的混合物或根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑與水混合從而制備根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物。

根據(jù)用于制備根據(jù)本發(fā)明的混凝土組合物的方法的一個有利的實施方案，使用的水量為140至246l/m³，優(yōu)選180至235l/m³。

可以例如用金屬框架增強水硬性組合物。

水硬性組合物可以通過纜線或附著鋼筋受到預(yù)應(yīng)力，或者通過纜線或鋼筋或片材或非附著棒材受到后張力。預(yù)張力或后張力形式的預(yù)應(yīng)力特別適合于根據(jù)本發(fā)明制造的組合物。

有利地，根據(jù)本發(fā)明獲得的水硬性組合物在混合之后的28天時的壓縮強度大于或等于90MPa和/或在熱處理之后(例如在20℃下2天之后在90℃下熱處理2天之后)的壓縮強度大于或等于95MPa。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法制得，包括混合固體組分和水，成形(例如投射、噴射或壓延)并且硬化。

根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物可以在凝固之后經(jīng)受熱處理從而改進其機械性質(zhì)。凝固之后的處理(也被稱為混凝土的熱固化)通常在60℃至90℃的溫度下進行。熱處理的溫度應(yīng)當小于水在環(huán)境壓力下的沸點溫度。凝固之后的熱處理的溫度通常小于100℃。

凝固之后的熱處理的持續(xù)時間可以例如為6小時至4天，優(yōu)選約2天?？梢酝ǔＴ谀涕_始至少一天之后開始熱處理，并且優(yōu)選在20℃下老化1至7天的混凝土上進行熱處理。

熱處理可以在干燥環(huán)境或濕潤環(huán)境下進行或者根據(jù)兩種環(huán)境交替的周期進行，例如在濕潤環(huán)境下處理24小時然后在干燥環(huán)境下處理24小時。

本發(fā)明還提出用于建筑領(lǐng)域的成形制品，所述成形制品包含根據(jù)本發(fā)明的水硬性粘合劑或根據(jù)本發(fā)明的混合物。

使用如下測量方法：

激光粒度測量方法

使用Malvern MS2000激光粒度儀獲得不同粉末的粒度曲線。在合適的介質(zhì)(例如含水介質(zhì))中進行測量；粒徑應(yīng)當為0.02μm至2mm。光源由He–Ne紅色激光(632nm)和藍色二極管(466nm)組成。光學(xué)模型為Fraunhofer模型，運算矩陣為多分散型。

首先在不存在超聲波的條件下，以2,000rpm的泵速度、800rpm的攪拌速度和超過10s的噪聲測量進行背景噪聲的測量。然后檢查激光的光強度至少等于80％，并且檢查獲得背景噪聲的降低指數(shù)曲線。如果情況并非如此，必須清洗室中的透鏡。

然后在樣品上使用如下參數(shù)進行第一次測量：2,000rpm的泵速度、800rpm的攪拌速度、不存在超聲波、10％和20％之間的暗度極限。引入樣品從而具有略大于10％的暗度。在暗度穩(wěn)定之后，以在浸漬和測量之間的設(shè)定為10s的持續(xù)時間進行測量。測量持續(xù)時間為30s(30,000個分析衍射圖像)。在所獲得的粒度圖中，應(yīng)當考慮一部分粉末群體可能附聚的事實。

之后使用超聲波進行第二次測量(不清空槽)。使泵速度達到2,500rpm，攪拌速度達到1,000rpm，發(fā)出100％的超聲波(30瓦)。該速度維持3分鐘，然后恢復(fù)至初始參數(shù)：2,000rpm的泵速度，800rpm的攪拌速度，不存在超聲波。10s之后(用于除去可能的氣泡)，進行測量30s(30,000個分析圖像)。該第二次測量對應(yīng)于通過超聲波分散解附聚的粉末。

每次測量重復(fù)至少兩次從而檢查結(jié)果的穩(wěn)定性。在每個工作區(qū)段之前通過粒度曲線已知的標準樣品(二氧化硅C10Sifraco)校準裝置。說明書中顯示的所有測量和宣稱的范圍對應(yīng)于用超聲波獲得的值。

BET比表面積測量方法

各種粉末的比表面積如下測得。以如下質(zhì)量取粉末樣品：對于確定的大于30m²/g的比表面積為0.1至0.2g；對于確定的10–30m²/g的比表面積為0.3g；對于確定的3–10m²/g的比表面積為1g；對于確定的2–3m²/g的比表面積為1.5g；對于確定的1.5–2m²/g的比表面積為2g；對于確定的1–1.5m²/g的比表面積為3g。

根據(jù)樣品的體積，使用3cm³或9cm³的室。稱重測量室整體(室+玻璃棒)。之后將樣品加入室中：產(chǎn)品離室頸部的頂部的距離不能小于一毫米。稱重整體(室+玻璃棒+樣品)。將測量室放置在脫氣站上并且使樣品脫氣。脫氣參數(shù)：對于波特蘭水泥、石膏、火山灰為30min/45℃；對于爐渣、飛灰、鋁制水泥、石灰石為3h/200℃；并且對于對照礬土為4h/300℃。脫氣之后用塞子迅速封住室。稱重整體并且記錄結(jié)果。在沒有塞子的情況下進行所有稱重操作，進行測量時臨時除去塞子。通過室和脫氣樣品的質(zhì)量總和減去室的質(zhì)量從而獲得樣品的質(zhì)量。

然后，將樣品放置在測量站上之后進行樣品的分析。分析儀為來自Beckman Coulter的SA 3100。測量基于樣品在給定溫度(此處為液氮溫度，即約-196℃)下的氮氣吸附。裝置測量參比室和樣品室的壓力，在所述參比室中吸附物處于其飽和蒸氣壓，在所述樣品室中注入已知體積的吸附物。通過這些測量獲得的曲線為等溫吸附線。在測量方法中，需要知曉室的死體積：因此在分析之前使用氦氣測量該體積。

輸入預(yù)先計算的樣品質(zhì)量作為參數(shù)。使用軟件通過線性回歸由實驗曲線確定BET比表面積。在比表面積為21.4m²/g的二氧化硅上進行的10次測量獲得的再現(xiàn)性標準偏差為0.07。在比表面積為0.9m²/g的水泥上進行的10次測量獲得的再現(xiàn)性標準偏差為0.02。每兩周在參比產(chǎn)品上進行一次檢查。每年使用制造商提供的參比礬土進行兩次檢查。

壓縮強度測量方法

無論期限如何，在直徑為7cm并且高度為14cm的圓柱形樣品上測量壓縮強度，向樣品施加壓縮力的表面平坦。

在壓縮試驗的過程中，施加的壓縮力增加至3.85kN/s的水平。

應(yīng)力閾值的確定

應(yīng)力閾值為在由Anton Paar corporation提供的Rheolab QC流變儀上使用單螺距推進器的簡單工具(被稱為SHSP工具)在降低剪切速度的階段中以0.1s^–1的剪切梯度測量的應(yīng)力值(以帕斯卡表示)。所述測量通常在室溫下進行。

將水硬性組合物放置在直徑為45mm并且高度為120mm的圓筒狀槽中。將槽放置在流變儀中。將SHSP工具引入槽。在60秒內(nèi)從0至20s^–1逐步施加第一剪切梯度，然后在60秒內(nèi)從20s^–1至0.1s^–1施加第二剪切梯度。記錄獲得的應(yīng)力值。

具體實施方式

實施例

通過如下非限制性實施例A、B、C、D、E、F、G、H描述本發(fā)明：

·原材料：

通過研磨和分離來自經(jīng)確認的水泥廠的波特蘭水泥CEM I 52.5從而制備水泥。通過使用噴氣研磨機進行該研磨，所述噴氣研磨機與極高效分離器相聯(lián)。獲得的研磨水泥具有如下表I所示的D₁₀、D₅₀、D₉₀、勃氏比表面積(SSB)和BET比表面積。

表I

Le Millisil C6為來自Sibelco的硅質(zhì)填料(石英)。其對應(yīng)于A1添加劑。其具有2.9μm的D₁₀、28.9μm的D₅₀和95.6μm的D₉₀。

來自SEPR的硅粉980NS的特征在于13m²/g的BET比表面積和4.24μm的D₅₀。其對應(yīng)于添加劑A2。

Metamax偏高嶺土的特征在于11.8m²/g的BET比表面積和4.37μm的D₅₀。

Superpozz是來自Lafarge的火山灰并且特征在于1.05m²/g的BET比表面積和5μm的D₅₀。

Micro A無水石膏為來自Maxit的微粒化無水硫酸鈣。其具有1.6μm的D₁₀、12.3μm的D₅₀和17.0μm的D₉₀。

1號砂BE01為來自Sibelco的硅質(zhì)砂。其具有約210μm的D₁₀、約310μm的D₅₀和約400μm的D₉₀。

2號砂為來自Fulchiron的硅質(zhì)砂。其具有約60μm的D₁₀、約150μm的D₅₀和約250μm的D₉₀。

3號砂為來自Betsinor的硅質(zhì)砂。其具有約170μm的D₁₀、約245μm的D₅₀和約350μm的D₉₀。

超增塑劑F2為基于改性聚羧酸酯的新一代超增塑劑，其干提取物濃度為29.51質(zhì)量％。

Prelom超增塑劑基于改性聚羧酸醚(來自BASF的Prelom 300)，其干提取物濃度為15質(zhì)量％。

設(shè)備：

-捏合機-混合器RAYNERI R601，其由VMI提供并且具有10升的槽。該捏合機施加行星式旋轉(zhuǎn)移動；

-圓筒狀紙板模具，其直徑為7cm并且高度為14cm；

-風(fēng)化箱，其具有95％-100％的相對濕度和90℃+/–1℃并且由Verre Labo Mula提供；

-濕潤箱，其具有95％-100％的相對濕度和20+/–1℃。

用于制備根據(jù)本發(fā)明的水硬性組合物的程序：

根據(jù)下文描述的程序制造混凝土(水硬性組合物)：

1)在Rayneri捏合機的碗中引入干燥材料(砂、A1、水泥、硫酸鈣和硅粉)；

2)以15轉(zhuǎn)/分鐘的速度捏合60秒從而均質(zhì)化干燥材料；

3)在30秒內(nèi)以15轉(zhuǎn)/分鐘的旋轉(zhuǎn)速度引入混合水和超增塑劑；

4)以15轉(zhuǎn)/分鐘的速度捏合1分鐘；

5)以45轉(zhuǎn)/分鐘的速度捏合3分鐘30秒。

獲得新鮮混凝土。將混凝土澆鑄在圓筒狀模具中。獲得的模制樣本密封地封閉并且在20℃下等待24小時。然后，從模具中除去樣本并且：

-將樣本放置在具有20℃和100％相對濕度的潮濕箱中28天；或者

-將樣本放置在具有20℃和100％相對濕度的潮濕箱中7天，然后將樣本放置在具有90℃和100％相對濕度的風(fēng)化箱中48h(熱處理)。

然后測量機械強度。