專(zhuān)利名稱(chēng)：水硬性粘合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水硬性粘合劑(hydraulic binder)，更具體地說(shuō)，涉及利用一種磨細(xì)的膨松性(bulky)潛在水硬性高爐爐渣、硫酸鹽促進(jìn)劑和活化添加劑作為水硬性粘合劑。這里使用的術(shù)語(yǔ)“細(xì)分的”是指細(xì)度超過(guò)5,000cm2/g Blaine。
爐渣潛在的水硬性粘合力取決于其組成。因此，Dr.Fritz Keil在“水泥、制備和特性”Springer-Verlag，Berlin，1971中在第116頁(yè)描述了，爐渣的質(zhì)量取決于(CaO+CaS+0.5MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO)比值，稱(chēng)為F值。如果F值高于1.9，從水硬性粘合的觀點(diǎn)來(lái)看，認(rèn)為該爐渣非常好。如果F值低于1.5，認(rèn)為該爐渣僅具有普通的水硬性。
爐渣活性的另一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是SiO2含量。一般來(lái)說(shuō)，具有少于32％SiO2的爐渣被認(rèn)為具有高的水硬性能力，具有多于37％SiO2的爐渣認(rèn)為具有較小的水硬性能力。
關(guān)于堿活化，根據(jù)水泥產(chǎn)品的EN(歐洲標(biāo)準(zhǔn))197-1標(biāo)準(zhǔn)，爐渣質(zhì)量必須符合下面的要求(CaO+MgO)/SiO2比值必須大于1.0。
對(duì)于硫酸鹽活化，有關(guān)爐渣的文獻(xiàn)表明，爐渣應(yīng)當(dāng)具有至少13％的Al2O3的含量，并且(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2比值應(yīng)當(dāng)高于1.6。
許多專(zhuān)利涉及了CaO含量超過(guò)40％和Al2O3含量高于14％(例如，參見(jiàn)加拿大專(zhuān)利第1,131,664號(hào))。
在加拿大專(zhuān)利第1,131,664號(hào)中，描述了具有如下組成的粘合劑80-85％粒狀高爐爐渣(具有40-50％CaO，14-20％Al2O3，30-35％SiO2，5-8％MgO)13-17％CaSO4(按無(wú)水石膏計(jì)算)1.5-2.5％卜特蘭水泥0.1-0.5％有機(jī)羧酸或其鹽0.03-0.6％甲基纖維素、硬脂酸鈉或十二烷基苯甲酰基磺酸鈉和0.6-2％硫酸鈉。
根據(jù)那些教導(dǎo)，使用高水硬性的爐渣。為了改善用于該目的的爐渣，可向爐渣和混合物中加入Al2O3和CaO，然后加熱該混合物。
然而，基于上述的標(biāo)準(zhǔn)，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)的高爐爐渣只具有普通的水硬性能力。在水泥工業(yè)中，這種低價(jià)值高爐爐渣可用作添加劑，它在水泥中的最大含量為65％，超過(guò)該比例會(huì)迅速降低水泥產(chǎn)品的強(qiáng)度。水泥工業(yè)也僅在有限范圍內(nèi)使用較低價(jià)值的高爐爐渣作為聚集體或添加劑。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于生產(chǎn)一種粘合劑，它沒(méi)有現(xiàn)有方法具有的缺點(diǎn)。
在后文中，這些目的和其它將變得清晰，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種水硬性粘合劑，它由含有硫酸鹽促進(jìn)劑和活化添加劑的磨細(xì)到超過(guò)5,000cm2/g Blaine的潛在水硬性的膨松性高爐爐渣組成，其中，潛在水硬性的膨松性高爐爐渣基本上具有以下分析玻璃狀態(tài)(glassiness)＞93％，SiO234-40％(重量)，CaO34-37％(重量)，
Al2O3＞9％(重量)，和(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)0.88-0.98。
令人驚奇地發(fā)現(xiàn)，即使當(dāng)爐渣符合上述通用標(biāo)準(zhǔn)并被認(rèn)為只是普通的水硬性物質(zhì)時(shí)，這種組成的或滿足這些要求的爐渣能生產(chǎn)出良好的產(chǎn)品。
換句話說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的要求，可使用具有少于13％(重量)Al2O3的爐渣，其F值低于1.5，(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2比值低于1.6。
單獨(dú)的爐渣很少能滿足本發(fā)明的所有這些要求。但是，因?yàn)橛写罅康牡蛢r(jià)值爐渣，常常有可能形成至少兩種高爐爐渣的混合物，從而使該混合物具備這些要求。這還具有另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)，那就是，通過(guò)混合不同來(lái)源的爐渣滿足上述先決條件時(shí)，活化程度大大提高。
爐渣的活化是這樣實(shí)現(xiàn)的通過(guò)添加并與爐渣混合或研磨天然硫酸鈣(天然石膏)、12-20％(重量)的煙道氣脫硫石膏(或其無(wú)水石膏)、0.5-5％(重量)的卜特蘭水泥和/或0.5-3％重量的其它諸如熱粉塵、煅石灰或Ca(OH)2的CaO載體、高達(dá)3％(重量)的堿性硫酸鹽或堿性碳酸鹽和/或0.5-3％(重量)的羧酸鈣鹽。例如，發(fā)現(xiàn)使用從煙道或窯氣獲得的熱粉塵(熱粉)非常有利，并能加速爐渣的水合和增加壓縮強(qiáng)度。該熱粉可以是脫酸到70-90％的粗粉和在卜特蘭水泥渣生產(chǎn)中在800-900℃熱交換爐的最低吸塵區(qū)收集的一類(lèi)粗粉。該熱粉可以通過(guò)高爐裝置的煙道回收，并主要含有CaO。
由本發(fā)明的粘合劑獲得的模制產(chǎn)品表現(xiàn)出較高的抗硫酸鹽侵蝕能力，并具有澳大利亞標(biāo)準(zhǔn)B3310(NORM)和歐洲標(biāo)準(zhǔn)(EN)197-1的強(qiáng)度級(jí)別中的強(qiáng)度，可以與常規(guī)卜特蘭水泥相比擬或更好。
實(shí)施例通過(guò)以下實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。由下列組分制備粘合劑85％高爐爐渣(Blaine值5800cm2/g)13％煙道氣脫硫石膏1％卜特蘭水泥0.5％乙酸鈣(都是重量百分比)使用的爐渣為本發(fā)明的爐渣，它可與其它爐渣相比擬。在下表中給出了關(guān)于爐渣和所得強(qiáng)度的數(shù)據(jù)。
獲得的強(qiáng)度還可隨水泥添加劑大大增加，該水泥添加劑具有將水/粘合劑比值從0.6降到0.30的稀釋劑。
本發(fā)明的粘合劑具有非常低的水合熱，因此非常適用于經(jīng)得起硫酸鹽侵蝕的澄清池、渠道內(nèi)襯板、澄清室、收集池和建筑構(gòu)件。
權(quán)利要求
1.一種水硬性粘合劑，其特征在于由含有硫酸鹽促進(jìn)劑和活化添加劑的磨細(xì)到超過(guò)5,000cm2/g Blaine的潛在水硬性的膨松性高爐爐渣組成，其中，所述潛在水硬性的膨松性高爐爐渣基本上具有以下分析玻璃狀態(tài)＞93％，SiO234-40％(重量)，CaO34-37％(重量)，Al2O3＞9％(重量)，和(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)0.88-0.98。
2.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于所述高爐爐渣中Al2O3的含量最多為13％重量。
3.如權(quán)利要求2所述的粘合劑，其特征在于所述膨松性高爐爐渣是至少兩種不同高爐爐渣的混合物。
4.如權(quán)利要求3所述的粘合劑，其特征在于所述膨松性高爐爐渣具有5,000到6,500cm2/g Blaine的細(xì)度。
5.如權(quán)利要求4所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-5％(重量)的卜特蘭水泥渣或卜特蘭水泥。
6.如權(quán)利要求5所述的粘合劑，其特征在于包含12-20％(重量)通過(guò)沉降煙道氣脫硫或半水硫酸鈣或無(wú)水硫酸鈣回收得到的硫酸鈣、天然硫酸鈣或它們的混合物。
7.如權(quán)利要求6所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-3％(重量)的熱粉塵、熟石灰或煅石灰。
8.如權(quán)利要求7所述的粘合劑，其特征在于包含高達(dá)3％(重量)的堿性硫酸鹽或堿性碳酸鹽或它們的混合物。
9.如權(quán)利要求8所述的粘合劑，其特征在于所述堿性硫酸鹽或堿性碳酸鹽選自K2SO4、Na2SO4、Na2CO3、Li2CO3和K2SO3。
10.如權(quán)利要求8所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-3％(重量)的羧酸鈣鹽。
11.如權(quán)利要求10所述的粘合劑，其特征在于所述羧酸鈣鹽選自乙酸鈣和甲酸鈣和其混合物。
12.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于所述膨松性高爐爐渣是至少兩種不同高爐爐渣的混合物。
13.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于所述膨松性高爐爐渣具有5,000到6,500cm2/g Blaine的細(xì)度。
14.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-5％(重量)的卜特蘭水泥渣或卜特蘭水泥。
15.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于包含12-20％(重量)通過(guò)沉降煙道氣脫硫硫酸鈣或半水硫酸鈣或無(wú)水硫酸鈣回收得到的硫酸鈣、天然硫酸鈣或它們的混合物。
16.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-3％(重量)的熱粉塵、熟石灰或煅石灰。
17.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于包含高達(dá)3％(重量)的堿性硫酸鹽或堿性碳酸鹽或它們的混合物。
18.如權(quán)利要求17所述的粘合劑，其特征在于所述堿性硫酸鹽或堿性碳酸鹽選自K2SO4、Na2SO4、Na2CO3、Li2CO3和K2SO3。
19.如權(quán)利要求1所述的粘合劑，其特征在于包含0.5-3％(重量)的羧酸鈣鹽。
20.如權(quán)利要求19所述的粘合劑，其特征在于所述羧酸鈣鹽選自乙酸鈣和甲酸鈣和其混合物。
全文摘要
含有研磨到細(xì)度高于5000cm
文檔編號(hào)C09J1/00GK1407046SQ0113133
公開(kāi)日2003年4月2日 申請(qǐng)日期2001年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月11日
發(fā)明者德內(nèi)斯·諾瓦克 申請(qǐng)人:沃普芬格斯泰恩和卡爾韋爾克施密德公司, 德內(nèi)斯·諾瓦克