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CH713947B1 - Uncalcined cementitious compositions, uncalcined concrete compositions, uncalcined concrete and methods of making them. - Google Patents

Uncalcined cementitious compositions, uncalcined concrete compositions, uncalcined concrete and methods of making them. Download PDF

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Publication number
CH713947B1
CH713947B1 CH00852/17A CH8522017A CH713947B1 CH 713947 B1 CH713947 B1 CH 713947B1 CH 00852/17 A CH00852/17 A CH 00852/17A CH 8522017 A CH8522017 A CH 8522017A CH 713947 B1 CH713947 B1 CH 713947B1
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CH
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grain size
uncalcined
inorganic particles
concrete
micrometer
Prior art date
Application number
CH00852/17A
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German (de)
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Inventor
Yin Samuel
Ting Yang Ching
Wu Min-Tsung
Lee Chen-An
Sheng Chiu Hui
Original Assignee
Ruentex Mat Co Ltd
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Publication date
Application filed by Ruentex Mat Co Ltd filed Critical Ruentex Mat Co Ltd
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Publication of CH713947B1 publication Critical patent/CH713947B1/en

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Abstract

Die Erfindung stellt nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzungen bereit, die mikrometerskalige anorganische Teilchen umfassen und als Bindemittelmaterial verwendet werden können; und stellt nichtcalcinierte Betonzusammensetzungen bereit; ebenso sind nichtcalcinierte Betone bereitgestellt, die ähnliche oder bessere physikalische und mechanische Eigenschaften aufweisen als Betone, die mit herkömmlichen Zementen hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung stellt auch Verfahren zur Herstellung der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzungen, der nichtcalcinierten Betonzusammensetzungen und der nichtcalcinierten Betone bereit.The invention provides uncalcined cementitious compositions comprising micrometer scale inorganic particles that can be used as binder material; and provides uncalcined concrete compositions; also uncalcined concretes are provided which have similar or better physical and mechanical properties than concretes made with conventional cements. The present invention also provides methods of making the uncalcined cementitious compositions, the uncalcined concrete compositions, and the uncalcined concretes.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1.Gebiet der Erfindung1. Field of the invention

[0001] Die Erfindung stellt eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung bereit, die mikrometerskalige anorganische Teilchen umfasst und als Bindemittelmaterial geeignet ist; eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung; und einen nichtcalcinierten Beton, der ähnliche oder bessere physikalische und mechanische Eigenschaften aufweist als Betone, die mit herkömmlichen Zementen hergestellt werden. Die vorliegende Erfindung stellt auch Verfahren zur Herstellung der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung, der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung und des nichtcalcinierten Betons bereit. The invention provides an uncalcined cementitious composition comprising micrometer scale inorganic particles useful as a binder material; an uncalcined concrete composition; and an uncalcined concrete that has physical and mechanical properties similar or better than concretes made with conventional cements. The present invention also provides methods of making the uncalcined cementitious composition, the uncalcined concrete composition, and the uncalcined concrete.

2.Beschreibung des Standes der Technik2. Description of the state of the art

[0002] Zement ist eine allgemeine Bezeichnung für Bindemittelmaterialen, die gemeinhin in Baumaterialien verwendet werden und ist heute eines der wichtigsten Baumaterialien überhaupt. Aus statistischen Daten der Portland Cement Association geht hervor, dass der weltweite Verbrauch von Zement im Jahr 2015 etwa 4,1 Milliarden Tonnen betrug, was die Bedeutsamkeit von Zement unterstreicht. Der am häufigsten eingesetzte Zement ist Portlandzement, dessen Hauptbestandteile aus Kalkstein, Ton, Silicaterz, Eisenschlacke und anderen Materialien stammen. Der Großteil dieser Materialien wird jedoch durch den Abbau natürlicher Mineralien gewonnen, was große Auswirkungen auf die Umwelt hat. Zudem ist bei der Herstellung von Zementen aufgrund der Verwendung von Kalkstein und anderen Rohstoffen eine Calcinierung bei hohen Temperaturen notwendig, was große Mengen an Energie verbraucht und beträchtliche Kohlenstoffemissionen verursacht. Zudem beträgt die geschätzte verbleibende Förderbarkeit von Kalksteinmineralien in China und Taiwan nur noch 50 Jahre oder weniger. Diese Sachlage, einschließlich eines Mangels an Baumaterialien, birgt potentielle Probleme im Hinblick auf den Umweltschutz. Cement is a general name for binder materials that are commonly used in building materials and is now one of the most important building materials at all. Statistical data from the Portland Cement Association shows that the global consumption of cement in 2015 was around 4.1 billion tons, which underscores the importance of cement. The most commonly used cement is Portland cement, the main components of which come from limestone, clay, silicate ore, iron slag and other materials. However, the majority of these materials are obtained by breaking down natural minerals, which has a major impact on the environment. In addition, due to the use of limestone and other raw materials, the manufacture of cements requires calcination at high temperatures, which consumes large amounts of energy and causes considerable carbon emissions. In addition, the estimated remaining recoverability of limestone minerals in China and Taiwan is only 50 years or less. This state of affairs, including a lack of building materials, poses potential problems in terms of environmental protection.

[0003] Dementsprechend wurden Versuche unternommen, alternative Rohmaterialien auf dem Sektor einzusetzen, um den Verbrauch natürlicher Ressourcen sowie die Kohlenstoffemissionen im Zuge des Prozesses der Herstellung von Zement zu senken. Ein kalksteinfreies, zementöses Material ist alkalisch aktivierter Zement, welcher durch Polymerisation eines Silicoaluminats (Flugasche) mit Natriumsilicat (Wasserglas) in Gegenwart einer starken Base hergestellt wird. Mit diesem sind jedoch mögliche Gefahren hinsichtlich übermäßiger Schwindung, Wärmeabgabe beim Mischvorgang, Rissbildung in den Endprodukten, Entstehung von Salzkristallen an der Oberfläche und andere Schwierigkeiten verbunden. Auch kann die Verwendung einer großen Menge einer starken Base leicht zu Korrosion und Rosten des Stahlmaterials führen, was die Spätfestigkeit der Struktur beeinträchtigt. Die Verwendung einer großen Menge einer starken Base schränkt die Möglichkeiten eines großskaligen Einsatzes ein. Zudem müssen einige alkalisch aktivierte Zemente vor dem Erhärten mehrere Stunden lang bei hohen Temperaturen katalysiert werden. Dementsprechend ist die Praxistüchtigkeit von alkalisch aktiviertem Zement noch immer von zahlreichen Einschränkungen geprägt. Accordingly, attempts have been made to use alternative raw materials in the sector in order to reduce the consumption of natural resources as well as the carbon emissions in the process of making cement. A lime-free, cementitious material is alkaline-activated cement, which is produced by polymerizing a silicoaluminate (fly ash) with sodium silicate (water glass) in the presence of a strong base. However, this is associated with possible dangers in terms of excessive shrinkage, heat dissipation during the mixing process, cracking in the end products, formation of salt crystals on the surface and other difficulties. Also, the use of a large amount of a strong base can easily lead to corrosion and rusting of the steel material, which affects the ultimate strength of the structure. The use of a large amount of a strong base limits the possibilities of large-scale use. In addition, some alkaline-activated cements have to be catalyzed at high temperatures for several hours before hardening. Accordingly, the practicability of alkaline activated cement is still characterized by numerous restrictions.

[0004] Die TW I491579 B (entspricht der US 8,562,734 B2) offenbart eine calciumarme zementöse Materialzusammensetzung, bei der insbesondere calciumarme Flugasche, eine Base und ein Erstarrungsmittel verwendet, bei Raumtemperatur gemischt und stehen gelassen wurden, um ein calciumarmes zementöses Material auszubilden. Die Erfindung ist in erster Linie durch die Verwendung eines Erstammgsmittels gekennzeichnet, um das Problem, dass bei Verwendung von calciumarmer Flugasche nach dem Stand er Technik eine weitere calciumhaltige Komponente zugesetzt werden muss, zu lösen. TW I491579 B (corresponds to US 8,562,734 B2) discloses a low-calcium cementitious material composition in which in particular low-calcium fly ash, a base and a solidifying agent were used, mixed at room temperature and left to stand to form a low-calcium cementitious material. The invention is primarily characterized by the use of a primary agent in order to solve the problem that when using fly ash that is low in calcium according to the prior art, a further calcium-containing component has to be added.

[0005] Die WO 2011/008463 A1 offenbart die Verwendung einer zementösen Zusammensetzung umfassend (1) zumindest einen anorganischen Füllstoff, (2) ein kolloidales Siliciumdioxid, ein kolloidales Aluminiumoxid oder ein Gemisch davon, das beim Brennen eine bindende Phase ausbildet, und (3) ein Trägerfluid. Die zementöse Zusammensetzung muss jedoch bei hohen Temperaturen (mindestens 1000 °C) in Gegenwart einer Fluorquelle calciniert werden, um eine Bindephase auszubilden. WO 2011/008463 A1 discloses the use of a cementitious composition comprising (1) at least one inorganic filler, (2) a colloidal silicon dioxide, a colloidal aluminum oxide or a mixture thereof, which forms a binding phase on firing, and (3 ) a carrier fluid. However, the cementitious composition must be calcined at high temperatures (at least 1000 ° C.) in the presence of a fluorine source in order to form a binder phase.

[0006] Deshalb besteht noch immer großer Bedarf an einem zementösen Bindemittelmaterial, bei dem die Auswirkungen auf die Umwelt im Zuge des Herstellungsverfahrens minimiert sind und das einfach für großskalige Anwendungen eingesetzt werden kann. Therefore, there is still a great need for a cementitious binder material in which the environmental impact of the manufacturing process is minimized and which can easily be used for large scale applications.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0007] Um die obigen Aufgaben zu lösen, stellt die vorliegende Erfindung eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung bereit, umfassend: (a) mikrometerskalige anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm zu etwa 31 % bis 87 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung; (c) nanokolloidales Siliciumdioxid; und (d) ein gerinnungsregulierendes Mittel.To achieve the above objects, the present invention provides an uncalcined cementitious composition comprising: (a) micrometer-scale inorganic particles having a grain size in the range of 1.0 to 100 µm at about 31% to 87% by weight the total weight of the composition; (b) an aluminum-oxygen compound; (c) nanocolloidal silica; and (d) a coagulant.

[0008] Nach dem Mischen der Komponenten der Zusammensetzung kann die Zusammensetzung ohne Calcinierung gleichermaßen wie Zement als Bindemittelmaterial in Baumaterialien verwendet werden. After the components of the composition have been mixed, the composition can be used as a binder material in building materials in the same way as cement, without calcination.

[0009] Die vorliegende Erfindung stellt auch eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung bereit, umfassend: (a) anorganische Teilchen zu etwa 66 % bis 92 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung; (c) nanokolloidales Siliciumdioxid; und (d) ein gerinnungsregulierendes Mittel,wobei die anorganischen Teilchen mikrometerskalige anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm umfassen und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen etwa 25 % bis 45 % des Gesamtgewichts der anorganischen Teilchen ausmachen. Nach dem Mischen der Komponenten der Zusammensetzung weist die Zusammensetzung ohne Calcinierung mechanische Eigenschaften ähnlich denen eines mit herkömmlichem Zement hergestellten Betons sowie eine Letztgenannten übertreffende Volumenstabilität auf. The present invention also provides an uncalcined concrete composition comprising: (a) inorganic particles at about 66% to 92% based on the total weight of the composition; (b) an aluminum-oxygen compound; (c) nanocolloidal silica; and (d) a coagulation regulating agent, wherein the inorganic particles comprise micrometer scale inorganic particles having a grain size in the range of 1.0 to 100 µm and the micrometer scale inorganic particles comprise about 25% to 45% of the total weight of the inorganic particles. After the components of the composition have been mixed, the composition, without calcination, has mechanical properties similar to those of a concrete produced with conventional cement, as well as a volume stability which is superior to the latter.

[0010] Die vorliegende Erfindung stellt auch einen nichtcalcinierten Beton bereit, umfassend eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung oder eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung. The present invention also provides an uncalcined concrete comprising an uncalcined cementitious composition or an uncalcined concrete composition.

[0011] Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung bereit, umfassend einen Schritt des Kombinierens mikrometerskaliger anorganischer Teilchen, einer Aluminium-Sauerstoff-Verbindung, nanokolloidalen Siliciumdioxids und eines gerinnungsregulierenden Mittels. The present invention also provides a method of making a non-calcined cementitious composition comprising a step of combining micrometer-sized inorganic particles, an aluminum-oxygen compound, nanocolloidal silica and a coagulant.

[0012] Die vorliegende Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung einer nichtcalcinierten Betonzusammensetzung bereit, umfassend einen Schritt des Kombinierens anorganischer Teilchen, einer Aluminium-Sauerstoff-Verbindung, nanokolloidalen Siliciumdioxids und eines gerinnungsregulierenden Mittels. The present invention also provides a method of making an uncalcined concrete composition comprising a step of combining inorganic particles, an aluminum-oxygen compound, nanocolloidal silica and a coagulant.

KURZE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

[0013] Alle Zahlen, die Gehalte, Verhältnisse, physikalische Eigenschaften und Anderes ausdrücken und in dieser Beschreibung und in den Ansprüchen dargelegt sind, sind bei jedem Vorkommen als durch den Begriff „etwa“ modifiziert zu verstehen. Dementsprechend können, falls nicht explizit anderweitig angegeben, die Werte, die in der folgenden Beschreibung und in den beiliegenden Ansprüchen dargelegt sind, je nach vorgesehenen und/oder gewünschten Eigenschaften der vorliegenden Erfindung variieren. Ohne die Anwendung der Äquivalenzlehre auf den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken, sind die nummerischen Parameter zumindest auf Grundlage der offenbarten Anzahl signifikanter Ziffern und durch Anwendung einer allgemeinen Rundung zu interpretieren. [0013] All numbers expressing contents, proportions, physical properties and others and which are set out in this description and in the claims are to be understood as modified by the term “about” at each occurrence. Accordingly, unless explicitly stated otherwise, the values set forth in the following description and in the appended claims may vary depending on the intended and / or desired properties of the present invention. Without restricting the application of the doctrine of equivalency to the scope of protection of the invention, the numerical parameters are to be interpreted at least on the basis of the disclosed number of significant digits and by applying general rounding.

[0014] Alle hierin offenbarten Bereiche sind als jeden und alle darin enthaltenen Unterbereiche miteinschließend zu verstehen. Beispielsweise ist der Bereich 1 bis 10 so verstehen, dass er jeden und alle Unterbereiche zwischen einschließlich dem Mindestwert 1 und einschließlich dem Höchstwert 10 umfasst; das bedeutet, alle Unterbereiche, die mit einem Mindestwert von 1 oder mehr beginnen und mit einem Höchstwert von 10 der weniger enden, beispielsweise 1 bis 6,7, 3,2 bis 8,1 oder 5,5 bis 10; und jeden und alle nummerischen Werte in den Bereichen miteinschließt, beispielsweise: 1, 3,1, 5,2 oder 8. All areas disclosed herein are to be understood as including each and all sub-areas contained therein. For example, the range 1 to 10 is understood to include any and all subranges between and including the minimum value 1 and including the maximum value 10; that means all subranges that start with a minimum value of 1 or more and end with a maximum value of 10 of the fewer, for example 1 to 6.7, 3.2 to 8.1 or 5.5 to 10; and includes any and all numeric values in the ranges, for example: 1, 3.1, 5.2, or 8.

[0015] Der hierin offenbarte Begriff „etwa“ bezieht sich auf einen Annäherungsbereich, wie dem Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Erfindung bekannt ist, und der Annäherungsbereich steht in Zusammenhang mit unterschiedlichen Merkmalen oder physikalischen Eigenschaften. Beispielsweise schließt „etwa“ einen Bereich von ± 10 %, ± 5 %, ± 2 % oder ± 1 % des an gegebenen Wertes mit ein. The term "about" disclosed herein refers to a range of proximity as known to those skilled in the art, and the range of proximity is related to various features or physical properties. For example, “about” includes a range of ± 10%, ± 5%, ± 2% or ± 1% of the given value.

[0016] Die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellte Zusammensetzung umfasst (mikrometerskalige) anorganische Teilchen, eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung, nanokolloidales Siliciumdioxid und ein gerinnungsregulierendes Mittel. Die Komponenten sind nachstehend detailliert beschrieben. The composition provided in the present invention comprises (micrometer-scale) inorganic particles, an aluminum-oxygen compound, nanocolloidal silicon dioxide and a coagulant. The components are detailed below.

A.Anorganische TeilchenA. Inorganic Particles

[0017] Anorganische Teilchen, die in, der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthalten sind, sind wie in den Ansprüchen 1 und 7 definiert. Sie sind beispielsweise aus einen Stoff, der aus zumindest Silicium mit verschiedenen Metall- oder nichtmetallischen Elementen gebildet ist. Die Metallelemente können beispielsweise Alkali-, Erdalkali-, Halbmetall- und Übergangsmetallelemente umfassen, und die nichtmetallischen Elemente können beispielsweise Kohlenstoff, Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff, Bor, Phosphor, Schwefel, Halogen und dergleichen umfassen. Beispiele sind unter anderem, aber nicht ausschließlich, ein Oxid (beispielsweise Silicat und Siliciumdioxid) und ein Carbid (beispielsweise Siliciumcarbid) von Silicium; verschiedene aus Silicium, Aluminium und Sauerstoff gebildete Verbindungen; oder eine Kombination aus diesen Verbindungen. Andere anorganische Inhaltsstoffe können optional vorhanden sein, beispielsweise verschiedene aus oben genannten Metall- und/oder nichtmetallischen Elementen gebildete Stoffe, beispielsweise verschiedene Verbindungen, die Calcium, Magnesium, Bor, Kohlenstoff, Stickstoff und Sauerstoff enthalten, oder eine beliebige Kombination aus diesen Verbindungen. Stammen können die anorganischen Teilchen beispielsweise aus verschiedenen natürlichen Erzen oder Gesteinen, Quarzsand, Landsandstein, Siliciumdioxidsand, Flusssand, Seesand, Reservoirschluff oder einer beliebigen Kombination der vorgenannten, und darin enthaltene unvermeidliche Verunreinigungen. In einer spezifischen Ausführungsform umfassen die anorganischen Teilchen Quarzsand, Kies oder beides, und der Quarzsand und der Kies können, wenn beides vorhanden ist, in einem beliebigen Verhältnis gemischt sein. Inorganic particles contained in the composition of the present invention are as defined in claims 1 and 7. They are, for example, made of a material that is formed from at least silicon with various metal or non-metallic elements. The metal elements can include, for example, alkali, alkaline earth, semimetal, and transition metal elements, and the non-metallic elements can include, for example, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, boron, phosphorus, sulfur, halogen, and the like. Examples include, but are not limited to, an oxide (e.g., silicate and silicon dioxide) and a carbide (e.g., silicon carbide) of silicon; various compounds formed from silicon, aluminum and oxygen; or a combination of these compounds. Other inorganic ingredients can optionally be present, for example various substances formed from the above-mentioned metal and / or non-metallic elements, for example various compounds containing calcium, magnesium, boron, carbon, nitrogen and oxygen, or any combination of these compounds. The inorganic particles can originate, for example, from various natural ores or rocks, quartz sand, land sandstone, silicon dioxide sand, river sand, sea sand, reservoir silt or any combination of the aforementioned, and inevitable impurities contained therein. In a specific embodiment, the inorganic particles comprise quartz sand, gravel, or both, and the quartz sand and gravel, when both are present, can be mixed in any proportion.

[0018] Die in der vorliegenden Erfindung bereitgestellte nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung umfasst anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm, welche hierin als mikrometerskalige anorganische Teilchen bezeichnet werden. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen sind eine Hauptkomponente der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung und machen in etwa 31 % bis 87 %, vorzugsweise 42 % bis 81 % und noch bevorzugter 52 % bis 76 % des Gesamtgewichts der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung aus. The uncalcined cementitious composition provided in the present invention comprises inorganic particles having a grain size in the range of 1.0 to 100 µm, which are referred to herein as micrometer-scale inorganic particles. The micrometer-sized inorganic particles are a major component of the uncalcined cementitious composition and constitute about 31% to 87%, preferably 42% to 81%, and more preferably 52% to 76% of the total weight of the uncalcined cementitious composition.

[0019] In der in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten nichtcalcinierten Betonzusammensetzung sind die anorganischen Teilchen als größter Anteil enthalten, der in etwa 66 % bis 92 %, vorzugsweise 72 % bis 90 % und noch bevorzugter 74 % bis 86 % des Gesamtgewichts der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung ausmacht. In the uncalcined concrete composition provided in the present invention, the inorganic particles are contained as a major proportion, which is about 66% to 92%, preferably 72% to 90%, and more preferably 74% to 86% of the total weight of the uncalcined cementitious composition matters.

[0020] In der in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten nichtcalcinierten Betonzusammensetzung ist die Korngröße der anorganischen Teilchen nicht im Besonderen eingeschränkt und kann Nanometer- bis Millimeterskala aufweisen, vorausgesetzt, dass zumindest ein Teil der anorganischen Teilchen mikrometerskalige anorganische Teilchen sind und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen 25 % bis 45 %, vorzugsweise 27 % bis 43 % und noch bevorzugter 30 % bis 40 % des Gesamtgewichts der anorganischen Teilchen ausmachen. In the uncalcined concrete composition provided in the present invention, the grain size of the inorganic particles is not particularly limited and may be nanometer to millimeter scale provided that at least a part of the inorganic particles are micrometer inorganic particles and the micrometer inorganic particles are 25%. to 45%, preferably 27% to 43% and more preferably 30% to 40% of the total weight of the inorganic particles.

[0021] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen eine Korngröße im Bereich von 1,0 bis 1,3 µm, 1,3 bis 1,6 µm, 1,6 bis 2,6 µm, 2,6 bis 6,5 µm, 6,5 bis 8,0 µm, 8,0 µm bis 10,0 µm, 10,0 bis 13,0 µm, 13,0 bis 28,0 µm, 28,0 bis 38,0 µm, 38,0 bis 45,0 µm, 45,0 bis 50,0 µm, 50,0 bis 53,0 µm, 53,0 bis 58,0 µm, 58,0 bis 75,0 µm, 75,0 bis 86,0 µm und 86,0 bis 100,0 µm oder in einem beliebigen Bereich, der von beliebigen der oben genannten Endpunkte als Ober- und Untergrenze gebildet wird, aufweisen. Alternativ dazu können die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen eine Korngröße aufweisen, die einem beliebigen der obigen Endpunkte entspricht, beispielsweise etwa 1 µm, etwa 1,3 µm, etwa 1,6 µm ... etwa 8,0 µm, etwa 10,0 µm, etwa 13,0 µm ... etwa 50,0 µm, etwa 58,0 µm, etwa 75,0 µm, etwa 86,0 µm und etwa 100 µm. In one embodiment of the present invention, the micrometer-scale inorganic particles can have a grain size in the range from 1.0 to 1.3 microns, 1.3 to 1.6 microns, 1.6 to 2.6 microns, 2.6 to 6.5 µm, 6.5 to 8.0 µm, 8.0 µm to 10.0 µm, 10.0 to 13.0 µm, 13.0 to 28.0 µm, 28.0 to 38.0 µm , 38.0 to 45.0 µm, 45.0 to 50.0 µm, 50.0 to 53.0 µm, 53.0 to 58.0 µm, 58.0 to 75.0 µm, 75.0 to 86.0 µm and 86.0 to 100.0 µm or in any range formed by any of the above-mentioned end points as the upper and lower limits. Alternatively, the micrometer scale inorganic particles can have a grain size corresponding to any of the above endpoints, for example about 1 µm, about 1.3 µm, about 1.6 µm ... about 8.0 µm, about 10.0 µm, about 13.0 µm ... about 50.0 µm, about 58.0 µm, about 75.0 µm, about 86.0 µm, and about 100 µm.

[0022] In einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen eine unimodale Korngrößenverteilung auf. In einer weiteren Ausführungsform, ist die Korngrößenverteilung bimodal oder multimodal, und das Verteilungsmuster kann eine beliebige Kombination aus einem oder mehreren Sätzen einzelner Korngrößen oder einem oder mehreren Sätzen von Korngrößenbereichen sein. Beispielsweise können die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einer Ausführungsform beispielsweise eine unimodale Korngrößenverteilung bei 1 µm bis 2,6 µm; eine unimodale Korngrößenverteilung bei etwa 1,3 µm; eine unimodale Korngrößenverteilung bei etwa 1,6 µm; eine unimodale Korngrößenverteilung bei 8,0 bis 13,0 µm; eine unimodale Korngrößenverteilung bei etwa 8,0 µm; eine unimodale Korngrößenverteilung bei etwa 10,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei 1 bis 2,6 µm und 6,5 bis 13,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 1,0 µm und etwa 8,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 1,6 µm und etwa 13,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei 6,5 bis 13,0 µm und 45,0 bis 58,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei 6,5 bis 10,0 µm und 50,0 bis 58,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei 8,0 bis 10,0 µm und 50,0 bis 53,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 10,0 µm und etwa 45,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 6,5 µm und etwa 50,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 10,0 µm und etwa 50,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 10,0 µm und 45,0 bis 50,0 µm; eine bimodale Korngrößenverteilung bei etwa 8,0 µm bis 10,0 µm und 50,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung bei 1,0 bis 2,6 µm, 6,5 bis 13,0 µm und 45,0 bis 58,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von 1,6 bis 2,6 µm, 6,5 bis 10,0 µm und 45,0 bis 50,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von 1,6 bis 2,6 µm, 6,5 bis 10,0 µm und 45,0 bis 75,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,6 µm, etwa 8,0 µm und etwa 50,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,0 µm, etwa 10,0 µm und etwa 50,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,6 µm, etwa 10,0 µm und etwa 45,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,6 µm, etwa 10,0 µm und etwa 50,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,3 µm, etwa 8,0 µm, und etwa 58,0 µm; eine trimodale Korngrößenverteilung von etwa 1,6 µm, etwa 13,0 µm und etwa 75,0 µm; und eine tetramodale, eine pentamodale und eine hexamodale Korngrößenverteilung in beliebigen Kombinationen usw. aufweisen. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen mit einer bimodalen oder multimodalen Korngrößenverteilung können auch als abgestufte Teilchen bezeichnet werden. Eine Korngrößenverteilung mit einem spezifischen Verteilungsmuster kann erhalten werden, indem die Teilchen auf Grundlage der Korngröße gesiebt und dann die Teilchen mit entsprechenden Größen gemischt werden. Beispielsweise können anorganische Teilchen von großer Größe nass oder trocken zu anorganischen Teilchen kleiner Größe gemahlen werden und dann einer Acroklassierung unterzogen werden, um mikrometerskalige anorganische Teilchen mit schmaler Korngrößenverteilung zu erhalten, die dann weiter gemischt werden, um die vorgesehene Korngrößenverteilung zu erreichen. Ist die Korngrößenverteilung bimodal, können die Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich am Höchstwert unabhängig voneinander zumindest etwa 30 % bis etwa 70 %, beispielsweise etwa 30 %, etwa 35 %, etwa 40 %, etwa 45 %, etwa 50 %, etwa 55 %, etwa 60 %, etwa 65 %, etwa 70 % usw. des Gesamtgewichts der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen ausmachen. Ist die Korngrößenverteilung trimodal, können die Teilchen mit einer Korngröße oder einem Komgrößenbereich am Höchstwert unabhängig voneinander zumindest etwa 20 % bis etwa 50 %, beispielsweise etwa 20 %, etwa 25 %, etwa 27 %, etwa 29 %, etwa 30 %, etwa 31 %, etwa 33 %, etwa 35 %, etwa 37 %, etwa 40 %, etwa 45 %, etwa 50 % usw. des Gesamtgewichts der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen ausmachen. Ohne sich auf eine Theorie festzulegen kann die Verwendung von abgestuften Teilchen in der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung die physikalischen und mechanischen Leistungen des hergestellten Betons (beispielsweise die Druckfestigkeit usw.) verbessern. In one embodiment of the present invention, the micrometer-scale inorganic particles have a unimodal grain size distribution. In a further embodiment, the grain size distribution is bimodal or multimodal, and the distribution pattern can be any combination of one or more sets of individual grain sizes or one or more sets of grain size ranges. For example, in one embodiment, the micrometer-scale inorganic particles can have, for example, a unimodal grain size distribution of 1 μm to 2.6 μm; a unimodal grain size distribution at about 1.3 µm; a unimodal grain size distribution at about 1.6 µm; a unimodal grain size distribution at 8.0 to 13.0 µm; a unimodal grain size distribution at about 8.0 µm; a unimodal grain size distribution at about 10.0 µm; a bimodal grain size distribution at 1 to 2.6 µm and 6.5 to 13.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 1.0 µm and about 8.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 1.6 µm and about 13.0 µm; a bimodal grain size distribution at 6.5 to 13.0 µm and 45.0 to 58.0 µm; a bimodal grain size distribution at 6.5 to 10.0 µm and 50.0 to 58.0 µm; a bimodal grain size distribution at 8.0 to 10.0 µm and 50.0 to 53.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 10.0 µm and about 45.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 6.5 µm and about 50.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 10.0 µm and about 50.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 10.0 µm and 45.0 to 50.0 µm; a bimodal grain size distribution at about 8.0 µm to 10.0 µm and 50.0 µm; a trimodal grain size distribution at 1.0 to 2.6 µm, 6.5 to 13.0 µm and 45.0 to 58.0 µm; a trimodal grain size distribution of 1.6 to 2.6 µm, 6.5 to 10.0 µm and 45.0 to 50.0 µm; a trimodal grain size distribution of 1.6 to 2.6 µm, 6.5 to 10.0 µm and 45.0 to 75.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.6 µm, about 8.0 µm and about 50.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.0 µm, about 10.0 µm and about 50.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.6 µm, about 10.0 µm and about 45.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.6 µm, about 10.0 µm and about 50.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.3 µm, about 8.0 µm, and about 58.0 µm; a trimodal grain size distribution of about 1.6 µm, about 13.0 µm and about 75.0 µm; and have a tetramodal, a pentamodal and a hexamodal grain size distribution in any combination and so on. The micrometer-scale inorganic particles with a bimodal or multimodal grain size distribution can also be referred to as graded particles. A grain size distribution having a specific distribution pattern can be obtained by sifting the particles based on the grain size and then mixing the particles having the appropriate sizes. For example, inorganic particles of large size can be wet or dry ground to inorganic particles of small size and then acroclassing to obtain micrometer-scale inorganic particles with narrow particle size distribution, which are then further mixed to achieve the intended particle size distribution. If the grain size distribution is bimodal, the particles with a grain size or a grain size range at the maximum can independently of one another at least about 30% to about 70%, for example about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55% %, about 60%, about 65%, about 70%, etc. of the total weight of the micrometer scale inorganic particles. If the grain size distribution is trimodal, the particles with a grain size or a grain size range at the maximum value can independently of one another at least about 20% to about 50%, for example about 20%, about 25%, about 27%, about 29%, about 30%, about 31 %, about 33%, about 35%, about 37%, about 40%, about 45%, about 50%, etc. of the total weight of the micrometer scale inorganic particles. While not wishing to be bound by theory, the use of graded particles in the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition can improve the physical and mechanical performances of the concrete produced (e.g., compressive strength, etc.).

[0023] Die Korngröße der anorganischen Teilchen kann auch im Millimetermaßstab liegen und von ≥ 0,1 mm bis 50,0 mm betragen. The grain size of the inorganic particles can also be on the millimeter scale and be from 0.1 mm to 50.0 mm.

[0024] Alternativ dazu kann, ohne sich auf eine Theorie festzulegen, die Korngröße der anorganischen Teilchen auch im Nanometermaßstab liegen. Alternatively, without being tied to a theory, the grain size of the inorganic particles can also be on the nanometer scale.

[0025] Die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltenen anorganischen Teilchen müssen nicht calciniert werden, lassen aber dennoch zu, dass die Zusammensetzung nach dem Mischen mit anderen Komponenten der Zusammensetzung die Eigenschaften eines Bindemittclmaterials aufweist. Nach dem Mischen der Komponenten ist ein Bindemittelmaterial hergestellt, dessen Eigenschaften jenen eines herkömmlichen Zements ähneln, wodurch die Kohlenstoffemissionen stark reduziert und Energie gespart wird. The inorganic particles contained in the composition of the present invention do not have to be calcined, but still allow the composition to have the properties of a binder material after mixing with other components of the composition. After mixing the components, a binder material is produced with properties similar to those of conventional cement, which greatly reduces carbon emissions and saves energy.

B.Aluminium-Sauerstoff-VerbindungB. Aluminum-oxygen compound

[0026] Die in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltene Aluminium-Sauerstoff-Verbindung ist eine Oxosäure von Aluminium und Derivate davon (beispielsweise ein Salz, wie etwa ein Alkali- oder Erdalkalimetallsalz), ein Oxid von Aluminium und ein Hydroxid von Aluminium; und kann auch ein in erster Linie aus diesen Verbindungen bestehendes Gemisch sein. Beispiele sind unter anderem, aber nicht ausschließlich, Natriumaluminat, Calciumaluminat, Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid und aluminiumoxidreicher Zement oder eine beliebige Kombination davon. Ohne sich auf eine Theorie festzulegen dient die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung der Stabilisierung der Gerinnung zwischen den Komponenten, um stabile physikalische Eigenschaften ähnlich jenen von Zement bereitzustellen. The aluminum-oxygen compound contained in the composition of the present invention is an oxo acid of aluminum and derivatives thereof (for example, a salt such as an alkali or alkaline earth metal salt), an oxide of aluminum and a hydroxide of aluminum; and can also be a mixture consisting primarily of these compounds. Examples include, but are not limited to, sodium aluminate, calcium aluminate, alumina, aluminum hydroxide, and high alumina cement, or any combination thereof. Without wishing to be bound by theory, the aluminum-oxygen compound serves to stabilize the coagulation between the components to provide stable physical properties similar to those of cement.

[0027] In der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an Aluminium-Sauerstoff-Verbindung zumindest 1,9 %, zumindest 4,2 %, zumindest 5,0 %, zumindest 8,0 % und zumindest 9,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; und kann ebenso höchstens 21,0 %, höchstens 18,0 %, höchstens 14,5 %, höchstens 8,5 %, höchstens 7,5 %; höchstens 6,0 % und höchstens 5,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen kann. In the uncalcined cementitious composition of the present invention, the aluminum-oxygen compound content can be at least 1.9%, at least 4.2%, at least 5.0%, at least 8.0% and at least 9.5% of the Be, but not limited to, the total weight of the composition; and can also be a maximum of 21.0%, a maximum of 18.0%, a maximum of 14.5%, a maximum of 8.5%, a maximum of 7.5%; at most 6.0% and at most 5.0% of the total weight of the composition, but is not limited thereto; or can be in any of the above-mentioned values as the upper and lower limits.

[0028] In der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an Aluminium-Sauerstoff-Verbindung zumindest 1,1 %, zumindest 2,2 %, zumindest 2,8 %, zumindest 4,8 % und zumindest 5,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; und kann ebenso höchstens 12,0 %, höchstens 10,0 %, höchstens 8,0 %, höchstens 5,5 %, höchstens 5,0 %; höchstens 3,0 % und höchstens 2,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen. In the uncalcined concrete composition of the present invention, the aluminum-oxygen compound content can be at least 1.1%, at least 2.2%, at least 2.8%, at least 4.8% and at least 5.5% of the total weight of composition, but is not limited to; and can also be a maximum of 12.0%, a maximum of 10.0%, a maximum of 8.0%, a maximum of 5.5%, a maximum of 5.0%; at most 3.0% and at most 2.0% of the total weight of the composition, but is not limited thereto; or in any of the above-mentioned values as the upper and lower limits.

[0029] In einem bevorzugten Aspekt umfasst die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung Aluminiumhydroxid oder ein aluminiumhydroxidhaltiges Gemisch, was die Festigkeit von Beton nach einer Hochtemperaturhärtung verbessern kann. In a preferred aspect, the aluminum-oxygen compound comprises aluminum hydroxide or a mixture containing aluminum hydroxide, which can improve the strength of concrete after high-temperature hardening.

C.Nanokolloidales SiliciumdioxidC. Nanocolloidal silica

[0030] Das in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltene nanokolloidale Siliciumdioxid ist ein gemeinhin bekanntes teilchenförmiges Siliciumdioxid, das in einer flüssigen Phase suspendiert ist und eine Korngröße in Nanoskala aufweist. Das nanokolloidale Siliciumdioxid kann ebenso zur Bildung eines größeren Teilchens oder zur Bildung einer Netzstruktur aggregiert sein. Das nanokolloidale Siliciumdioxid kann im Handel erhältlich sein oder mit einem siliciumhaltigen Material hergestellt sein. The nanocolloidal silica contained in the composition of the present invention is a commonly known particulate silica suspended in a liquid phase and having a grain size on the nanoscale. The nanocolloidal silicon dioxide can also be aggregated to form a larger particle or to form a network structure. The nanocolloidal silicon dioxide can be commercially available or made with a silicon-containing material.

[0031] Der Feststoffgehalt des nanokolloidalen Siliciumdioxids kann 20 bis 50 Gew.-%, vorzugsweise 30 bis 48 Gew.-% und noch bevorzugter 35 bis 45 Gew.-%, beispielsweise etwa 20, etwa 25, etwa 30, etwa 35, etwa 36, etwa 37, etwa 38, etwa 39, etwa 40, etwa 42, etwa 44, etwa 45, etwa 46, etwa 48 und etwa 50 Gew.-% betragen; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen. Die Korngröße des im nanokolloidalen Siliciumdioxid enthaltenen teilchenförmigen Siliciumdioxids kann 8 bis 90 nm, vorzugsweise 10 bis 85 nm und noch bevorzugter 15 bis 80 nm betragen; oder etwa 8, etwa 10, etwa 15, etwa 18, etwa 30, etwa 50, etwa 60, etwa 80 und etwa 90 nm betragen; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen. The solids content of the nanocolloidal silica can be 20 to 50 wt .-%, preferably 30 to 48 wt .-% and more preferably 35 to 45 wt .-%, for example about 20, about 25, about 30, about 35, about 36, about 37, about 38, about 39, about 40, about 42, about 44, about 45, about 46, about 48, and about 50 weight percent; or in any of the above-mentioned values as the upper and lower limits. The particle size of the particulate silicon dioxide contained in the nanocolloidal silicon dioxide can be from 8 to 90 nm, preferably from 10 to 85 nm and even more preferably from 15 to 80 nm; or about 8, about 10, about 15, about 18, about 30, about 50, about 60, about 80, and about 90 nm; or in any of the above-mentioned values as the upper and lower limits.

[0032] Das nanokolloidale Siliciumdioxid kann zudem eine bimodale Korngrößenverteilung bei beispielsweise etwa 10 nm und etwa 90 nm, etwa 18 nm und etwa 90 nm, etwa 18 nm und etwa 80 nm, etwa 10 nm und etwa 80 nm, etwa 10 nm und etwa 30 nm, etwa 30 nm und etwa 80 nm, etwa 10 nm und etwa 50 nm und verschiedenen Kombinationen aufweisen. Ist die Korngrößenverteilung bimodal, können die Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich am Höchstwert unabhängig voneinander zumindest 30 % bis etwa 70 %, beispielsweise etwa 30 %, etwa 35 %, etwa 40 %, etwa 45 %, etwa 50 %, etwa 55 %, etwa 60 %, etwa 65 % und etwa 70 % des Gesamtgewichts der des nanokolloidalen Siliciumdioxids ausmachen. Eine Korngrößenverteilung mit einem spezifischen Verteilungsmuster kann erhalten werden, indem nanokolloidales Siliciumdioxid von unterschiedlicher Korngröße gemischt wird. The nanocolloidal silicon dioxide can also have a bimodal grain size distribution at, for example, about 10 nm and about 90 nm, about 18 nm and about 90 nm, about 18 nm and about 80 nm, about 10 nm and about 80 nm, about 10 nm and about 30 nm, about 30 nm and about 80 nm, about 10 nm and about 50 nm, and various combinations. If the particle size distribution is bimodal, the particles with a particle size or a particle size range at the maximum can independently of one another at least 30% to about 70%, for example about 30%, about 35%, about 40%, about 45%, about 50%, about 55% , make up about 60%, about 65% and about 70% of the total weight of the nanocolloidal silica. A grain size distribution with a specific distribution pattern can be obtained by mixing nanocolloidal silica of different grain sizes.

[0033] In der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an nanokolloidalem Siliciumdioxid 17,0 % bis 36,0 %, vorzugsweise 19,0 % bis 33,0 % und noch bevorzugter 21,0 % bis 32,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. In the uncalcined cementitious composition of the present invention, the content of nanocolloidal silica can be from 17.0% to 36.0%, preferably from 19.0% to 33.0%, and more preferably from 21.0% to 32.0% of the Be but not limited to the total weight of the composition.

[0034] In der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an nanokolloidalem Siliciumdioxid 8,5 % bis 17,0 %, vorzugsweise 9,5 % bis 15,0 % und noch bevorzugter 10,5 % bis 13,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. In the uncalcined concrete composition of the present invention, the content of nanocolloidal silica can be 8.5% to 17.0%, preferably 9.5% to 15.0%, and more preferably 10.5% to 13.0% of the total weight of the composition, but is not limited thereto.

D.Gerinnungsregulierendes MittelD. Coagulation regulating agent

[0035] Das in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltene gerinnungsregulierende Mittel dient der Regulierung der Gerinnungszeit der Komponenten im Zusatz, sodass eine gewünschte Anwendungszeit bereitgestellt werden kann. Beispiele sind unter anderem eine Hydroxycarbonsäure oder ein Salz davon, ein Stärkeether oder ein funktionalisierter Stärkeether und dergleichen, beispielsweise Citronensäure, Weinsäure, Gluconsäure, Salicylsäure und ein Alkalimetallsalz dieser Säuren, Hydroxymethylstärkeether, Hydroxyethylstärkeether, Hydroxypropylstärkeether oder eine beliebige Kombination davon. The coagulation regulating agent contained in the composition of the present invention serves to regulate the coagulation time of the components in the additive so that a desired application time can be provided. Examples include a hydroxycarboxylic acid or a salt thereof, a starch ether or a functionalized starch ether and the like, for example citric acid, tartaric acid, gluconic acid, salicylic acid and an alkali metal salt of these acids, hydroxymethyl starch ether, hydroxyethyl starch ether, hydroxypropyl starch ether or any combination thereof.

[0036] In der nichtcaicinierten zementösen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an gerinnungsregulierendem Mittel 0,2 % bis 6,5 %, vorzugsweise 1,0 % bis 5,5 % und noch bevorzugter 2,2 % bis 5,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. In the non-caicinated cementitious composition of the present invention, the content of the coagulant may be 0.2% to 6.5%, preferably 1.0% to 5.5%, and more preferably 2.2% to 5.0% of the Be but not limited to the total weight of the composition.

[0037] In der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an gerinnungsregulierendem Mittel 0,15 % bis 3,5 %, vorzugsweise 0,6 % bis 3,0 % und noch bevorzugter 1,1 % bis 2,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen, ist jedoch nicht darauf eingeschränkt. In the uncalcined concrete composition of the present invention, the content of the coagulant can be 0.15% to 3.5%, preferably 0.6% to 3.0%, and more preferably 1.1% to 2.5% of the total weight of the composition, but is not limited thereto.

E.Optionale AdditiveE. Optional additives

[0038] Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfasst zudem ein oder mehrere optionale Additive, beispielsweise, jedoch nicht ausschließlich, aktives Siliciumdioxid, ein wasserreduzierendes Mittel und so weiter, zum Zwecke des Einstellens der Zusammensetzung zur Erfüllung unterschiedlicher Anforderungen. Eine detaillierte Beschreibung ist nachstehend angegeben. The composition of the present invention also includes one or more optional additives, such as, but not limited to, active silica, a water reducing agent, and so on, for the purpose of adjusting the composition to meet different needs. A detailed description is given below.

GerinnungshilfsstoffCoagulant

[0039] Die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann zusätzlich einen Gerinnungshilfsstoff umfassen, um die Gerinnungsreaktion zwischen den Komponenten der vorliegenden Erfindung weiter zu erleichtern. Der Gerinnungshilfsstoff umfasst ein Oxid, Hydroxid, Sulfat oder Carbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls. Beispiele sind unter anderem, aber nicht ausschließlich, Lithiumoxid, Magnesiumoxid, Calciumoxid, Bariumoxid, Natriumhydroxid, Magnesiumhydroxid, Calciumhydroxid, Bariumhydroxid, Natriumsulfat, Magnesiumsulfat, Calciumsulfat, Lithiumcarbonat und so weiter. The composition of the present invention may additionally comprise a coagulation aid to further facilitate the coagulation reaction between the components of the present invention. The coagulant comprises an oxide, hydroxide, sulfate or carbonate of an alkali metal or alkaline earth metal. Examples include, but are not limited to, lithium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, sodium hydroxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, sodium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate, lithium carbonate and so on.

[0040] Deshalb ist in einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung bereitgestellt, die einen Gerinnungshilfsstoff enthält, der Folgendes umfasst: (a) mikrometerskalige anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm zu etwa 30 % bis 86 %, vorzugsweise 40 % bis 80 % und noch bevorzugter 50 % bis 74 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung mit einem Gehalt, der zumindest 1,8 %, zumindest 4,0 %, zumindest 4,8 %, zumindest 8,0 % oder zumindest 9,2 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder höchstens 20,0 %, höchstens 17,5 % oder höchstens 12,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen kann; (c) nanokolloidales Siliciumdioxid mit einem Gehalt, der 15,0 % bis 35,0 %, vorzugsweise 18,0 % bis 32,0 % und noch bevorzugter 20,0 % bis 30,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist; (d) ein gerinnungsregulierendes Mittel mit einem Gehalt, der 0,18 % bis 6,0 %, vorzugsweise 0,9 % bis 5,0 % und noch bevorzugter 2,0 % bis 4,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist; und (i) einen Gerinnungshilfsstoff mit einem Gehalt, der zumindest 2,2 %, zumindest 2,6 % oder zumindest 3,0 %; oder höchstens 6,5 %, höchstens 5,8 %, höchstens 5,0 % oder höchstens 3,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen kann.Therefore, in a preferred aspect of the present invention there is provided an uncalcined cementitious composition containing a coagulant comprising: (a) micrometer-scale inorganic particles having a grain size in the range of 1.0 to 100 microns to about 30% 86%, preferably 40% to 80%, and even more preferably 50% to 74%, based on the total weight of the composition; (b) an aluminum-oxygen compound having a content that can be at least 1.8%, at least 4.0%, at least 4.8%, at least 8.0% or at least 9.2% of the total weight of the composition, but is not limited to; or can be at most 20.0%, at most 17.5% or at most 12.5% of the total weight of the composition, but is not limited thereto; or can be in any of the above-mentioned values as upper and lower limits; (c) nanocolloidal silica at a level which can be 15.0% to 35.0%, preferably 18.0% to 32.0%, and more preferably 20.0% to 30.0% of the total weight of the composition, however is not limited to this; (d) a coagulation regulating agent at a level which can be 0.18% to 6.0%, preferably 0.9% to 5.0% and more preferably 2.0% to 4.5% of the total weight of the composition, but is not limited to; and (i) a coagulant at a level that is at least 2.2%, at least 2.6%, or at least 3.0%; or may be at most 6.5%, at most 5.8%, at most 5.0% or at most 3.0% of the total weight of the composition, but is not limited thereto; or can be in any of the above-mentioned values as the upper and lower limits.

[0041] Nach dem Mischen der Komponenten der Zusammensetzung kann die Zusammensetzung ohne Calcinierung gleichermaßen wie Zement als Bindemittelmaterial in Baumaterialien verwendet werden. After the components of the composition have been mixed, the composition can be used as a binder material in building materials in the same way as cement, without calcination.

[0042] Ferner ist in einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung bereitgestellt, die einen Gerinnungshilfsstoff enthält, der Folgendes umfasst: (a) anorganische Teilchen zu etwa 65 % bis 90 %, vorzugsweise 68 % bis 88 % und noch bevorzugter 70 % bis 85 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung; (b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung mit einem Gehalt, der zumindest 1,0 %, zumindest 2,0 %, zumindest 2,5 %, zumindest 4,6 % oder zumindest 5,2 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder höchstens 10,0 %, höchstens 8,5 %, höchstens 6,0 %, höchstens 5,2 %, höchstens 4,6 %, höchstens 2,5 % oder höchstens 2,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen kann; (c) nanokolloidales Siliciumdioxid mit einem Gehalt, der 7,5 % bis 15,0 %, vorzugsweise 9,0 % bis 13,0 % und noch bevorzugter 10,0 % bis 12,5 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist; (d) ein gerinnungsregulierendes Mittel mit einem Gehalt, der 0,1 % bis 3,0 %, vorzugsweise 0,5 % bis 2,5 % und noch bevorzugter 1,0 % bis 2,2 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, jedoch nicht darauf eingeschränkt ist; und (i) einen Gerinnungshilfsstoff umfassend ein Oxid, Hydroxid, Sulfat oder Carbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls mit einem Gehalt, der zumindest 1,0 %, zumindest 1,5 % oder zumindest 2,0 %; oder höchstens 3,0 %, höchstens 2,8 %, höchstens 2,4 % oder höchstens 2,0 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen kann, aber nicht darauf eingeschränkt ist; oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen kann,wobei die anorganischen Teilchen mikrometerskalige anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm umfassen und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen etwa 25 % bis 45 % des Gesamtgewichts der anorganischen Teilchen ausmachen. Further in a preferred aspect of the present invention there is provided an uncalcined concrete composition containing a coagulant comprising: (a) inorganic particles at about 65% to 90%, preferably 68% to 88%, and more preferably 70% up to 85% based on the total weight of the composition; (b) an aluminum-oxygen compound having a content that can be at least 1.0%, at least 2.0%, at least 2.5%, at least 4.6% or at least 5.2% of the total weight of the composition, but is not limited to; or a maximum of 10.0%, a maximum of 8.5%, a maximum of 6.0%, a maximum of 5.2%, a maximum of 4.6%, a maximum of 2.5% or a maximum of 2.0% of the total weight of the composition, but is not limited to this; or can be in any of the above-mentioned values as upper and lower limits; (c) nanocolloidal silica at a level which can be 7.5% to 15.0%, preferably 9.0% to 13.0%, and more preferably 10.0% to 12.5% of the total weight of the composition, however is not limited to this; (d) a coagulation regulating agent at a level which can be 0.1% to 3.0%, preferably 0.5% to 2.5% and more preferably 1.0% to 2.2% of the total weight of the composition, but is not limited to; and (i) a coagulant comprising an oxide, hydroxide, sulfate or carbonate of an alkali metal or alkaline earth metal at a content that is at least 1.0%, at least 1.5% or at least 2.0%; or can be at most 3.0%, at most 2.8%, at most 2.4% or at most 2.0% of the total weight of the composition, but is not limited thereto; or in any of the above-mentioned values as upper and lower limits, the inorganic particles comprising micrometer-scale inorganic particles with a grain size in the range from 1.0 to 100 µm and the micrometer-scale inorganic particles about 25% to 45% the total weight of the inorganic particles.

Aktives SiliciumdioxidActive silica

[0043] Das aktive Siliciumdioxid, das in der Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist, ist ein gemeinhin bekanntes Siliciumdioxid mit geringer Gesamtdichte und großer spezifischer Oberfläche. Ohne sich auf eine Theorie festzulegen verleiht der Zusatz von aktivem Siliciumdioxid zur Zusammensetzung dem mit der Zusammensetzung der vorliegenden Verbindung gebildeten zementösen Material bessere Wasserdichtigkeit, sodass die Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung einen breiteren Anwendungsbereich aufweist. Beim gewöhnlichen aktiven Siliciumdioxid kann es sich um amorphes Siliciumdioxid, wie etwa pyrogenes Siliciumdioxid oder gefälltes Siliciumdioxid, handeln, dessen Primärteilchen im Nanometermaßstab liegen und auch zur Ausbildung von Mikroaggregaten auf Mikrometerebene aggregiert sein können. Die Korngröße der Primärteilchen des pyrogenen Siliciumdioxids kann beispielweise 5 bis 50 nm betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; die Korngröße der gebildeten Mikroaggregate kann 1 bis 20 µm betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; und die spezifische Oberfläche kann 50 bis 600 m<2>/g, beispielsweise 140 bis 220 m<2>/g, betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt. Die Korngröße der Primärteilchen des gefällten Siliciumdioxids kann beispielweise 5 bis 100 nm betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; die Korngröße der gebildeten Mikroaggregate kann 1 bis 40 µm betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt; und die spezifische Oberfläche kann 5 bis 100 m<2>/g betragen, ist aber nicht darauf eingeschränkt. The active silica useful in the composition of the present invention is a commonly known silica having a low overall density and a large specific surface area. While not wishing to be bound by theory, the addition of active silica to the composition imparts better waterproofing properties to the cementitious material formed with the composition of the present invention, so that the composition of the present invention has a wider range of uses. Ordinary active silicon dioxide can be amorphous silicon dioxide, such as fumed silicon dioxide or precipitated silicon dioxide, the primary particles of which are on the nanometer scale and can also be aggregated on the micrometer level to form microaggregates. The grain size of the primary particles of the fumed silicon dioxide can be, for example, 5 to 50 nm, but is not limited thereto; the grain size of the microaggregates formed can be 1 to 20 μm, but is not limited thereto; and the specific surface area may be 50 to 600 m 2 / g, for example 140 to 220 m 2 / g, but is not limited thereto. The grain size of the primary particles of the precipitated silicon dioxide can be, for example, 5 to 100 nm, but is not limited thereto; the grain size of the microaggregates formed can be 1 to 40 μm, but is not limited thereto; and the specific surface area can be 5 to 100 m 2 / g, but is not limited thereto.

[0044] In der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an aktivem Siliciumdioxid zumindest 0,3 %, zumindest 0,5 %, zumindest 0,8 %, höchstens 5,0 %, höchstens 4,5 % oder höchstens 4,2 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen, ist aber nicht darauf eingeschränkt. In the uncalcined cementitious composition of the present invention, the active silica content may be at least 0.3%, at least 0.5%, at least 0.8%, at most 5.0%, at most 4.5% or at most 4, 2% of the total weight of the composition or any range formed by the above values as the upper and lower limits, but is not limited thereto.

[0045] In der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann der Gehalt an aktivem Siliciumdioxid zumindest 0,2 %, zumindest 0,3 %, zumindest 0,5 %; höchstens 2,5 %, höchstens 2 % oder höchstens 1,8 % des Gesamtgewichts der Zusammensetzung betragen oder in jedem beliebigen von den oben genannten Werten als Ober- und Untergrenze gebildeten Bereich liegen, ist aber nicht darauf eingeschränkt. In the uncalcined concrete composition of the present invention, the active silica content may be at least 0.2%, at least 0.3%, at least 0.5%; at most 2.5%, at most 2% or at most 1.8% of the total weight of the composition or in any range formed by the above-mentioned values as upper and lower limits, but is not limited thereto.

Wasserreduzierendes MittelWater reducing agent

[0046] Die wasserreduzierenden Mittel, die in der vorliegenden Erfindung von Nutzen sind, sind solche, die die Absorption von Wasser erleichtern, nachdem die Komponenten der Zusammensetzung gemischt wurden. Beispiele sind unter anderem ligninbasierte wasserreduzierende Mittel, naphthalinsulfonsäurebasierte wasserreduzierende Mittel, wasserlösliche harzbasierte wasserreduzierende Mittel und Polycarbonsäuren, beispielsweise Calciumlignosulfonat, Natriumlignosulfonat, Magnesiumlignosulfonat, Ligninsulfonat, Naphthalinsulfonate, Cumaronharz und so weiter. The water reducing agents useful in the present invention are those that facilitate the absorption of water after the components of the composition have been mixed. Examples include lignin-based water-reducing agents, naphthalenesulfonic acid-based water-reducing agents, water-soluble resin-based water-reducing agents, and polycarboxylic acids such as calcium lignosulfonate, sodium lignosulfonate, magnesium lignosulfonate, lignosulfonate, naphthalenesulfonates, coumarone resin and so on.

[0047] Die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung kann ein zementähnliches Verhalten aufweisen und die den Bauspezifikationen entsprechenden Eigenschaftsanforderungen erfüllen, nachdem die Komponenten bei Umgebungstemperatur gemischt wurden. Da die verwendeten Rohmaterialien die Hauptkomponente herkömmlicher Zemente, Kalkstein, nicht als essentielle Komponente umfassen, kann mit der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung ein nichtcalcinierter Beton, der (selbst wenn er gegebenenfalls Kalkstein enthält) Eigenschaften aufweist, die mit jenen von bestehenden Betonen vergleichbar sind oder diese übertreffen, ohne Calicinierung hergestellt werden. Die für die hochtemperaturige Calcinierung erforderliche Energie wird daher stark reduziert und das sich aus der hochtemperaturigen Calcinierung ergebende Problem der Umweltverschmutzung vermieden. Ohne sich auf eine Theorie festzulegen können durch Verwendung der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung die Kohlenstoffemissionen im Vergleich zu herkömmlichem Portlandzement um zumindest etwa 40 % bis etwa 70 % gesenkt werden. Außerdem sind die verwendeten Rohmaterialen umweltfreundlicher und leichter zugänglich und haben geringere Auswirkungen auf die Umwelt, sodass Umweltkosten und wirtschaftliche Kosten gesenkt werden. The uncalcined cementitious composition of the present invention can exhibit cement-like behavior and meet building specification property requirements after the components are mixed at ambient temperature. Since the raw materials used include the main component of conventional cements, limestone, not as an essential component, with the uncalcined concrete composition of the present invention, a non-calcined concrete which (even if it optionally contains limestone) has properties that are comparable to those of existing concretes or surpass these without being produced without calcination. The energy required for the high-temperature calcination is therefore greatly reduced and the problem of environmental pollution resulting from the high-temperature calcination is avoided. While not wishing to be bound by theory, use of the uncalcined cementitious composition of the present invention can reduce carbon emissions by at least about 40% to about 70% compared to conventional portland cement. In addition, the raw materials used are more environmentally friendly, more accessible and have a lower impact on the environment, so that environmental and economic costs are reduced.

Verfahren zur Herstellung einer nichtcalcinierten zementösenZusammensetzungMethod of making an uncalcined cementitious composition

[0048] Die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Kombinieren der gewählten Komponenten gebildet. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen und die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und der andere das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel umfasst. Vorzugsweise stehen die beiden Anteile im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zueinander. In einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen, die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und den Gerinnungshilfsstoff und der andere das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel umfasst. Vorzugsweise steht Gerinnungshilfsstoff im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zum nanokolloidalen Siliciumdioxid. In einem Aspekt wird die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer alle Komponenten in Form eines Feststoffs umfasst und der andere die Komponenten in Form einer Flüssigkeit (beispielsweise einer Lösung, einer Suspension oder eines Sols) umfasst. Vorzugsweise stehen die beiden Anteile im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zueinander. The uncalcined cementitious composition of the present invention is formed by combining the selected components. In a preferred aspect of the present invention, the uncalcined cementitious composition is packaged in two portions, one comprising the micrometer-sized inorganic particles and the aluminum-oxygen compound and the other comprising the nanocolloidal silica and the coagulant. The two components are preferably not in contact with one another during the course of transport or before the composition is used. In a further preferred aspect of the present invention, the uncalcined cementitious composition of the present invention is packaged in two portions, one of which comprises the micrometer-scale inorganic particles, the aluminum-oxygen compound and the coagulant and the other the nanocolloidal silicon dioxide and the coagulation regulating agent. The coagulant is preferably not in contact with the nanocolloidal silicon dioxide during transport or before the composition is used. In one aspect, the uncalcined cementitious composition is packaged in two portions, one of which includes all of the components in the form of a solid and the other of which includes the components in the form of a liquid (e.g., a solution, suspension, or sol). The two components are preferably not in contact with one another during the course of transport or before the composition is used.

Verfahren zur Herstellung einer nichtcalcinierten BetonzusammensetzungProcess for making an uncalcined concrete composition

[0049] Die nichtcalcinierte Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung wird durch Kombinieren der gewählten Komponenten gebildet. In einem bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nichtcalcinierte Betonzusammensetzung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer die anorganischen Teilchen (umfassend die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen) und die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und der andere das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel umfasst. Vorzugsweise stehen die beiden Anteile im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zueinander. In einem weiteren bevorzugten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die nichtcalcinierte Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer die anorganischen Teilchen (umfassend die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen), die Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und den Gerinnungshilfsstoff und der andere das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel umfasst. Vorzugsweise steht Gerinnungshilfsstoff im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zum nanokolloidalen Siliciumdioxid. In einem Aspekt wird die nichtcalcinierte Betonzusammensetzung in zwei Anteilen verpackt, von denen einer alle Komponenten in Form eines Feststoffs umfasst und der andere die Komponenten in Form einer Flüssigkeit (beispielsweise einer Lösung, einer Suspension oder eines Sols) umfasst. Vorzugsweise stehen die beiden Anteile im Laufe des Transports oder vor der Verwendung der Zusammensetzung nicht in Kontakt zueinander. The uncalcined concrete composition of the present invention is formed by combining the selected components. In a preferred aspect of the present invention, the uncalcined concrete composition is packaged in two parts, one of which comprises the inorganic particles (comprising the micrometer-sized inorganic particles) and the aluminum-oxygen compound and the other the nanocolloidal silica and the coagulation regulating agent. The two components are preferably not in contact with one another during the course of transport or before the composition is used. In a further preferred aspect of the present invention, the uncalcined concrete composition of the present invention is packaged in two parts, one of which is the inorganic particles (comprising the micrometer-sized inorganic particles), the aluminum-oxygen compound and the coagulant and the other is the nanocolloidal silicon dioxide and the coagulation regulating agent comprises. The coagulant is preferably not in contact with the nanocolloidal silicon dioxide during transport or before the composition is used. In one aspect, the uncalcined concrete composition is packaged in two parts, one of which comprises all of the components in the form of a solid and the other of which comprises the components in the form of a liquid (e.g., a solution, a suspension or a sol). The two components are preferably not in contact with one another during the course of transport or before the composition is used.

Verfahren zur Herstellung von nichtcalciniertem BetonProcess for the production of uncalcined concrete

[0050] Die meisten der in der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung und der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung enthaltenen Komponenten benötigen keine Calcinierung, und nur einige wenige Komponenten müssen durch eine niedrigtemperaturige Calcinierung behandelt werden (beispielsweise der optionale Gerinnungshilfsstoff, wie etwa Magnesiumoxid). Most of the components included in the uncalcined cementitious composition and uncalcined concrete composition of the present invention do not require calcination, and only a few components need to be treated by low temperature calcination (e.g., the optional coagulant such as magnesium oxide).

[0051] Der Beton umfasst im Allgemeinen eine Bindemittelmaterial (Zement), Wasser, einen Zuschlag und andere Komponenten. Der Zuschlag kann ein beliebiges im Bauwesen verwendetes Material, beispielsweise aus verschiedenen natürlichen Erzen oder Gesteinen, Quarzsand, Landsandstein, Siliciumdioxidsand, Flusssand, Seesand, Reservoirschluff stammende Materialien oder eine beliebige Kombination der vorgenannten und darin enthaltene unvermeidliche Verunreinigungen sein. In einer Ausführungsform umfassen die anorganischen Teilchen Quarzsand, Kies oder beides, und der Quarzsand und der Kies können, falls beides vorhanden ist, in einem beliebigen Verhältnis gemischt sein. The concrete generally comprises a binder material (cement), water, an aggregate and other components. The aggregate can be any material used in construction, for example from various natural ores or rocks, quartz sand, land sandstone, silica sand, river sand, sea sand, reservoir silt, or any combination of the aforementioned and inevitable impurities contained therein. In one embodiment, the inorganic particles comprise quartz sand, gravel, or both, and the quartz sand and gravel, if both are present, can be mixed in any proportion.

[0052] Deshalb kann die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung als Bindemittelmaterial zur Herstellung eines nichtcalcinierten Betons verwendet werden. Beispielsweise kann die nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung mit dem Zuschlag und anderen Komponenten gemischt werden, um einen Beton herzustellen. Beispielsweise kann der Zuschlag zuerst mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt werden; und danach können das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt werden, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. Alternativ dazu können die Komponenten bis auf das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel bis zur Gleichförmigkeit gemischt und dann das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel nacheinander oder gleichzeitig zugesetzt und die Komponenten vermischt werden, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. Therefore, the uncalcined cementitious composition of the present invention can be used as a binder material for making an uncalcined concrete. For example, the uncalcined cementitious composition of the present invention can be mixed with the aggregate and other components to make a concrete. For example, the aggregate can be mixed uniformly first with the micrometer-scale inorganic particles and then with the aluminum-oxygen compound; and then the nanocolloidal silica and the coagulant can be added and the components mixed to obtain an uncalcined concrete. Alternatively, the components except for the nanocolloidal silica and the coagulation regulating agent can be mixed until uniform and then the nanocolloidal silica and the coagulation regulating agent can be added sequentially or simultaneously and the components can be mixed to produce an uncalcined concrete.

[0053] In einem Aspekt, bei dem ein nichtcalcinierter Beton mit einer nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung umfassend eine weitere zugesetzte optionale Komponente (beispielsweise eines oder mehrere aus einem Gerinnungshilfsstoff, aktivem Siliciumdioxid und einem wasserreduzierenden Mittel) hergestellt wird, wird der Zuschlag zuerst mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einem weiteren Aspekt werden zuerst der Zuschlag und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einem weiteren Aspekt wird der Zuschlag mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und dem Gerinnungshilfsstoff gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einem weiteren Aspekt wird der Zuschlag mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen gemischt und dann mit dem wasserreduzierenden Mittel und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. Alternativ dazu werden in den obigen Aspekten die Komponenten bis auf das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid (falls vorhanden) zuerst gleichmäßig gemischt und dann das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid (falls vorhanden) zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. Alternativ dazu werden in den obigen Aspekten die Komponenten in Form eines Feststoffes zuerst gemischt und dann die Komponenten in Form einer Flüssigkeit (beispielsweise einer Lösung, einer Suspension oder eines Sols) zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. In one aspect, in which a non-calcined concrete with a non-calcined cementitious composition comprising a further added optional component (for example, one or more of a coagulant, active silica and a water reducing agent) is prepared, the aggregate is first with the micrometer-scale inorganic Particles and then uniformly mixed with the coagulant and the aluminum-oxygen compound; and then the nanocolloidal silica and the coagulant are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further aspect, the aggregate and the micrometer-scale inorganic particles are first mixed and then mixed uniformly with the aluminum-oxygen compound; and thereafter the nanocolloidal silica, the coagulant and the active silica are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further aspect, the aggregate is mixed with the micrometer-scale inorganic particles and then mixed uniformly with the aluminum-oxygen compound and the coagulation aid; and thereafter the nanocolloidal silica, the coagulant and the active silica are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further aspect, the aggregate is mixed with the micrometer-scale inorganic particles and then mixed uniformly with the water-reducing agent and the aluminum-oxygen compound; and then the nanocolloidal silica and the coagulant are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. Alternatively, in the above aspects, the components except for the nanocolloidal silicon dioxide, the coagulation regulating agent and the active silicon dioxide (if present) are first mixed uniformly and then the nanocolloidal silicon dioxide, the coagulation regulating agent and the active silicon dioxide (if present) are added and the components mixed to make an uncalcined concrete. Alternatively, in the above aspects, the components in the form of a solid are first mixed, and then the components are added in the form of a liquid (e.g., a solution, a suspension or a sol) and the components are mixed to prepare an uncalcined concrete.

[0054] Ferner kann der Beton auch mit der in der vorliegenden Erfindung bereitgestellten nichtcalcinierten Betonzusammensetzung hergestellt werden. Zuerst werden die anorganischen Teilchen gleichmäßig gemischt und dann andere Komponenten zugesetzt, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. Beispielsweise werden die anorganischen Teilchen mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einem oben beschriebenen Verhältnis gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einer Ausführungsform, bei der ein Beton mit einer nichtcalcinierten Betonzusammensetzung umfassend eine weitere zugesetzte optionale Komponente (beispielsweise eines oder mehrere aus einem Gerinnungshilfsstoff, aktivem Siliciumdioxid und einem wasserreduzierenden Mittel) hergestellt wird, werden die anorganischen Teilchen mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einem oben beschriebenen Verhältnis gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und dem Gerinnungshilfsstoff gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einer weiteren Ausführungsform werden die anorganischen Teilchen und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einem oben beschriebenen Verhältnis gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einer weiteren Ausführungsform werden die anorganischen Teilchen mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einem oben beschriebenen Verhältnis und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung und dem Gerinnungshilfsstoff gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. In einer weiteren spezifischen Ausführungsform werden die anorganischen Teilchen mit den mikrometerskaligen anorganischen Teilchen in einem oben beschriebenen Verhältnis und dann mit dem wasserreduzierenden Mittel und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt; und danach werden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton zu erhalten. Alternativ dazu werden in den obigen Ausführungsformen die Komponenten bis auf das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid (falls vorhanden) zuerst gleichmäßig gemischt und dann das nanokolloidale Siliciumdioxid, das gerinnungsregulierende Mittel und das aktive Siliciumdioxid (falls vorhanden) zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. Alternativ dazu werden in den obigen Aspekten die Komponenten in Form eines Feststoffes zuerst gemischt und dann die Komponenten in Form einer Flüssigkeit (beispielsweise einer Lösung, einer Suspension oder eines Sols) zugesetzt und die Komponenten vermischt, um einen nichtcalcinierten Beton herzustellen. Further, the concrete can also be made with the uncalcined concrete composition provided in the present invention. First, the inorganic particles are mixed uniformly, and then other components are added to make an uncalcined concrete. For example, the inorganic particles are mixed with the micrometer-sized inorganic particles in a ratio as described above and then mixed with the aluminum-oxygen compound uniformly; and then the nanocolloidal silica and the coagulant are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In one embodiment, in which a concrete with a non-calcined concrete composition comprising a further added optional component (for example, one or more of a coagulant, active silica and a water reducing agent) is prepared, the inorganic particles with the micrometer-scale inorganic particles in a described above Ratio mixed and then mixed evenly with the aluminum-oxygen compound and the coagulant; and then the nanocolloidal silica and the coagulant are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further embodiment, the inorganic particles and the micrometer-scale inorganic particles are mixed in a ratio as described above and then mixed uniformly with the aluminum-oxygen compound; and thereafter the nanocolloidal silica, the coagulant and the active silica are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further embodiment, the inorganic particles are mixed with the micrometer-scale inorganic particles in a ratio described above and then evenly mixed with the aluminum-oxygen compound and the coagulation aid; and thereafter the nanocolloidal silica, the coagulant and the active silica are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. In a further specific embodiment, the inorganic particles are mixed with the micrometer-scale inorganic particles in a ratio described above and then uniformly mixed with the water-reducing agent and the aluminum-oxygen compound; and then the nanocolloidal silica and the coagulant are added and the components are mixed to obtain an uncalcined concrete. Alternatively, in the above embodiments, the components except for the nanocolloidal silicon dioxide, the coagulation regulating agent and the active silicon dioxide (if present) are first mixed uniformly and then the nanocolloidal silicon dioxide, the coagulation regulating agent and the active silicon dioxide (if present) are added and the components mixed to make an uncalcined concrete. Alternatively, in the above aspects, the components in the form of a solid are first mixed, and then the components are added in the form of a liquid (e.g., a solution, a suspension or a sol) and the components are mixed to prepare an uncalcined concrete.

[0055] Der Zuschlag für die Herstellung des Betons kann Landsandstein, Quarzsand, Flusssand, Seesand, Reservoirschluff und dergleichen umfassen. In einer Ausführungsform werden die anorganischen Teilchen der vorliegenden Erfindung auch als ein Zuschlag betrachtet. In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Zuschlag vor der Verwendung einer Salzentfernungsbehandlung (umfassend die Entfernung von Kationen und/oder Anionen) unterzogen. The aggregate for the production of the concrete can include land sandstone, quartz sand, river sand, sea sand, reservoir silt and the like. In one embodiment, the inorganic particles of the present invention are also considered an aggregate. In a preferred embodiment, the aggregate is subjected to a salt removal treatment (comprising the removal of cations and / or anions) before use.

[0056] Der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton weist physikalische und mechanische Eigenschaften auf, die mit denen eines aus herkömmlichem Portlandzement hergestellten herkömmlichen Betons vergleichbar sind oder diese sogar übertreffen. Beispielsweise weist in einer Ausführungsform der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton in einer gemäß der Norm CNS 1010 (ASTM C109) oder der Norm CNS 1232 (ASTM C39) durchgeführten Spannungs-Dehnungs-Prüfung eine mechanisch akzeptable Druckfestigkeit auf, beispielsweise eine 28-Tage-Druckfestigkeit von zumindest 1.800 psi, zumindest 2.000 psi, vorzugsweise zumindest 3.000 psi, vorzugsweise zumindest 4.500 psi und noch bevorzugter zumindest 6.000 psi. In einer noch bevorzugteren Ausführungsform weist der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton eine 28-Tage-Druckfestigkeit von zumindest 8.000 psi, zumindest 10.000 psi, zumindest 12.000 psi oder zumindest 14.000 psi auf. In einer Ausführungsform weist der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton in einer gemäß der Norm CNS 1238(ASTM C348) durchgeführten Biegezugfestigkeitsprüfung eine mechanisch akzeptable Biegezugfestigkeit auf, beispielsweise eine 28-Tage-Biegezugfestigkeit von zumindest 200 psi, vorzugsweise zumindest 300 psi, vorzugsweise zumindest 450 psi und noch bevorzugter zumindest 600 psi. In einer Ausführungsform weist der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten. Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton in einer gemäß der Norm CNS 3801 (ASTM C496) durchgeführten Spaltzugfestigkeitsprüfung eine mechanisch akzeptable Spaltzugfestigkeit auf, beispielsweise eine 28-Tage-Spaltzugfestigkeit von zumindest 200 psi, vorzugsweise zumindest 300 psi, vorzugsweise zumindest 450 psi und noch bevorzugter zumindest 600 psi. In einer spezifischen Ausführungsform weist der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton in einer gemäß der Norm CNS 14603 (ASTM C157) durchgeführten Prüfung auf lineare Schwindung eine mechanisch akzeptable lineare Schwindung auf, beispielsweise eine lineare 28-Tage-Schwindung von höchstens 1.500 µ, vorzugsweise höchstens 1.200 µ, noch bevorzugter höchstens 600 µ, noch bevorzugter höchstens 400 µ und noch bevorzugter höchstens 200 µ. The uncalcined cement made with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention exhibits physical and mechanical properties comparable to or even better than conventional concrete made from conventional Portland cement. For example, in one embodiment of the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention produced uncalcined concrete in a stress-strain test carried out in accordance with CNS 1010 (ASTM C109) or CNS 1232 (ASTM C39), a mechanically acceptable stress-strain test Compressive Strength, for example, a 28 day compressive strength of at least 1,800 psi, at least 2,000 psi, preferably at least 3,000 psi, preferably at least 4,500 psi, and more preferably at least 6,000 psi. In a more preferred embodiment, the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention has a 28 day compressive strength of at least 8,000 psi, at least 10,000 psi, at least 12,000 psi, or at least 14,000 psi. In one embodiment, with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention, the uncalcined concrete produced in a flexural tensile strength test carried out in accordance with CNS 1238 (ASTM C348) has a mechanically acceptable flexural tensile strength, for example a 28-day flexural tensile strength of at least 200 psi , preferably at least 300 psi, preferably at least 450 psi, and more preferably at least 600 psi. In one embodiment, the with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined. Concrete composition of the present invention produced uncalcined concrete in a splitting tensile strength test carried out according to the standard CNS 3801 (ASTM C496) a mechanically acceptable splitting tensile strength, for example a 28-day splitting tensile strength of at least 200 psi, preferably at least 300 psi, preferably at least 450 psi and more preferably at least 600 psi. In a specific embodiment, the uncalcined cement made with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention has a mechanically acceptable linear shrinkage, for example a linear 28-day, in a linear shrinkage test carried out in accordance with CNS 14603 (ASTM C157) Shrinkage of at most 1,500 μ, preferably at most 1,200 μ, more preferably at most 600 μ, even more preferably at most 400 μ and even more preferably at most 200 μ.

[0057] In einer Ausführungsform weist der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte nichtcalcinierte Beton in einer gemäß der Norm CNS 1232 (ASTM C39) durchgeführten Druckfestigkeitsprüfung an einer zylindrischen Betonprobe eine mechanisch akzeptable Druckfestigkeit auf, beispielsweise eine Druckfestigkeit von zumindest 4,500 psi, vorzugsweise zumindest 5.000 psi und noch bevorzugter zumindest 6.000 psi. In one embodiment, with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention produced uncalcined concrete in a compressive strength test carried out on a cylindrical concrete sample in accordance with standard CNS 1232 (ASTM C39) has a mechanically acceptable compressive strength, for example a compressive strength of at least 4,500 psi, preferably at least 5,000 psi, and more preferably at least 6,000 psi.

[0058] Die folgenden Beispiele sind bereitgestellt, um die vorliegende Erfindung für den Durchschnittsfachmann auf dem Gebiet der Erfindung besser verständlich zu machen, sind aber nicht dazu gedacht, den Schutzumfang der Erfindung einzuschränken. The following examples are provided to make the present invention better understood by those skilled in the art to which the invention pertains, but are not intended to limit the scope of the invention.

BeispieleExamples

Beispiel 1example 1

[0059] Eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung mit den in Tabelle 1 nachstehend aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. An uncalcined cementitious composition having the components listed in Table 1 below was prepared.

[0060] Sofern nicht anderweitig angegeben wurde das nanokolloidale Siliciumdioxid durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). Unless otherwise stated, the nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight).

[0061] Eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung mit den in Tabelle 1A nachstehend aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. An uncalcined cementitious composition was prepared with the components listed in Table 1A below.

[0062] In den folgenden Beispielen 2 bis 9 wird die Druckfestigkeit gemäß der Norm CNS 1010 (ASTM C109) geprüft, bis auf die Dauer der Festigkeitsprüfung, für welche die hierin aufgeführten Angaben maßgeblich sind. In Examples 2 to 9 below, the compressive strength is tested in accordance with the CNS 1010 standard (ASTM C109), except for the duration of the strength test, for which the information given herein is relevant.

Beispiel 2Example 2

[0063] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden gemäß dem in Tabelle 2 dargestellten Gewichtsverhältnis gemischt und dann mit der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. The inorganic particles (the aggregate) and the micrometer-sized inorganic particles (SiO2) were mixed according to the weight ratio shown in Table 2 and then mixed uniformly with the aluminum-oxygen compound. Thereafter, the nanocolloidal silica and the coagulant were added and the components mixed, and after curing for 28 days, the compressive strength was measured.

[0064] Das nanokolloidale Siliciumdioxid wurde durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). The nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight).

Beispiel 3Example 3

[0065] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden gemäß dem in Tabelle 3 dargestellten Gewichtsverhältnis gemischt und dann mit dem Gerinnungshitfsstoff und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 14- oder 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. The inorganic particles (the aggregate) and the micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were mixed according to the weight ratio shown in Table 3 and then mixed uniformly with the coagulant and the aluminum-oxygen compound. The nanocolloidal silica and coagulant were then added, the components mixed, and after curing for 14 or 28 days, the compressive strength was measured.

[0066] Das nanokolloidale Siliciumdioxid wurde durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). The nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight).

[0067] *Die Festigkeit von Nr. 9 ist eine 14-Tage-Festigkeit. * The strength of No. 9 is 14 day strength.

Beispiel 4Example 4

[0068] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden als abgestufte Pulver durch Mischen gemäß den in Tabelle 4 dargestellten Korngrößen und Gewichtsprozentangaben gebildet. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) wurden mit dem abgestuften Pulver und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. The micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were formed as graded powders by mixing according to the grain sizes and weight percentages shown in Table 4. The inorganic particles (the aggregate) were evenly mixed with the graded powder and then with the coagulant and the aluminum-oxygen compound. Thereafter, the nanocolloidal silica and the coagulant were added and the components mixed, and after curing for 28 days, the compressive strength was measured.

[0069] Bis auf Nr. 28 bis 30 wurde das nanokolloidale Siliciumdioxid durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). Except for Nos. 28 to 30, the nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight).

Beispiel 5Example 5

[0070] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden als abgestufte Pulver durch Mischen gemäß den in Tabelle 5 dargestellten Korngrößen und Gewichtsprozentangaben gebildet. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) wurden mit dem abgestuften Pulver und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff und der Aluminiwn-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 7- oder 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. The micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were formed as graded powders by mixing according to the grain sizes and weight percentages shown in Table 5. The inorganic particles (the aggregate) were evenly mixed with the graded powder and then with the coagulant and the aluminum-oxygen compound. The nanocolloidal silica and coagulant were then added, the components mixed, and after 7 or 28 days of curing, the compressive strength was measured.

[0071] Das nanokolloidale Siliciumdioxid wurde durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). *Die Festigkeit von Nr. 20 und 23 bis 25 ist eine 2-Tage-Festigkeit bei 180 °C. **Die Festigkeit von Nr. 26 ist eine 7-Tage-Festigkeit. The nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight). * The strength of No. 20 and 23 to 25 is a 2-day strength at 180 ° C. ** The strength of # 26 is a 7 day strength.

Beispiel 6Example 6

[0072] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden als abgestufte Pulver durch Mischen gemäß den in Tabelle 6 dargestellten Korngrößen und Gewichtsprozentangaben gebildet. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) wurden mit dem abgestuften Pulver und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel (Citronensäure) zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 10- oder 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. The micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were formed as graded powders by mixing according to the grain sizes and weight percentages shown in Table 6. The inorganic particles (the aggregate) were evenly mixed with the graded powder and then with the coagulant and the aluminum-oxygen compound. The nanocolloidal silicon dioxide and the coagulant (citric acid) were then added and the components mixed, and after 10 or 28 days of curing, the compressive strength was measured.

[0073] Das nanokolloidale Siliciumdioxid wurde durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). *Die Festigkeit von Nr. 414 und 415 ist eine 10-Tage-Festigkeit. The nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight). * The strength of Nos. 414 and 415 is a 10-day strength.

Beispiel 7Example 7

[0074] Eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Flusssand wurde zunächst gemahlen, abgestuft und als mikrometerskalige anorganische Teilchen verwendet, mit denen durch Mischen gemäß den in Tabelle 7 dargestellten Korngrößen und Gewichtsprozentangaben abgestufte Pulver gebildet wurden. Die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) wurden mit dem abgestuften Pulver und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung (aluminiumoxidreichem Zement) gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel (Citronensäure) zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. An uncalcined concrete composition was prepared with the components listed in the table below. River sand was first ground, graded and used as micrometer-scale inorganic particles with which graded powders were formed by mixing according to the grain sizes and weight percentages shown in Table 7. The inorganic particles (the aggregate) were evenly mixed with the graded powder and then with the coagulant and the aluminum-oxygen compound (alumina-rich cement). The nanocolloidal silicon dioxide and the coagulant (citric acid) were then added and the components mixed, and after curing for 28 days, the compressive strength was measured.

[0075] Das nanokolloidale Siliciumdioxid wurde durch Mischen von nanokolloidalem Siliciumdioxid von 18 nm und nanokolloidalem Siliciumdioxid von 80 nm in einem Verhältnis von etwa 8:2 hergestellt (Feststoffgehalt: 40 Gew.-%). The nanocolloidal silicon dioxide was prepared by mixing nanocolloidal silicon dioxide of 18 nm and nanocolloidal silicon dioxide of 80 nm in a ratio of about 8: 2 (solids content: 40% by weight).

[0076] Das Prüfergebnis lässt den Schluss zu, dass auch der leicht zugängliche Sand in der vorliegenden Erfindung von Nutzen ist. The test result allows the conclusion that the easily accessible sand is also useful in the present invention.

Beispiel 8Example 8

[0077] Eine calciumfreie Betonzusammensetzung wurde mit 52,8 Gew.-% Quarzsand, 8,0 Gew.-% 1,6-µm-SiO2, 11,8 Gew.-% 10-µm-SiO2, 6,2 Gew.-% 45-µm-SiO2, 5,9 Gew.-% aluminiumoxidreichem Zement, 1,8 Gew.-% Magnesiumoxid, 1,3 Gew.-% Citronensäure und dem nanokolloidalen Siliciumdioxid mit verschiedenen Teilchengrößen in der in Tabelle 8 dargestellten Kombination hergestellt. Die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden als abgestufte Pulver durch Mischen gebildet. Dann wurden die anorganischen Teilchen (der Zuschlag) mit den abgestuften Pulvern und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff (Magnesiumoxid) und der Aluminium-Sauerstoff-Verbindung (aluminiumoxidreichem Zement) gleichmäßig gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid (eine einzelne Komponente oder eine Kombination aus mehr als einer Komponente) und das gerinnungsregulierende Mittel (Citronensäure) zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. A calcium-free concrete composition was made with 52.8% by weight quartz sand, 8.0% by weight 1.6 μm SiO2, 11.8% by weight 10 μm SiO2, 6.2% by weight. -% 45-μm SiO2, 5.9% by weight of cement rich in aluminum oxide, 1.8% by weight of magnesium oxide, 1.3% by weight of citric acid and the nanocolloidal silicon dioxide with different particle sizes in the combination shown in Table 8 . The micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were formed as graded powders by mixing. Then the inorganic particles (the aggregate) were evenly mixed with the graded powders and then with the coagulant (magnesium oxide) and the aluminum-oxygen compound (aluminum oxide-rich cement). Thereafter, the nanocolloidal silica (a single component or a combination of more than one component) and the coagulant (citric acid) were added and the components mixed and, after curing for 28 days, the compressive strength was measured.

Beispiel 9 Example 9

[0078] Eine Betonzusammensetzung mit den in der nachstehenden Tabelle aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. Der Zuschlag und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen (SiO2) wurden gemäß den in Tabelle 9 dargestellten Gewichtsprozentangaben gemischt und dann mit dem Gerinnungshilfsstoff gemischt. Danach wurden das nanokolloidale Siliciumdioxid und das gerinnungsregulierende Mittel (Citronensäure) zugesetzt und die Komponenten vermischt, und nach 28-tägigem Härten wurde die Druckfestigkeit gemessen. A concrete composition with the components listed in the table below was prepared. The aggregate and the micrometer-scale inorganic particles (SiO2) were mixed according to the percentages by weight shown in Table 9 and then mixed with the coagulation aid. The nanocolloidal silicon dioxide and the coagulant (citric acid) were then added and the components mixed, and after curing for 28 days, the compressive strength was measured.

Beispiel 10 Example 10

[0079] Eine Betonzusammensetzung mit den in Tabelle 10 nachstehend aufgeführten Komponenten wurde hergestellt. A concrete composition having the components listed in Table 10 below was prepared.

[0080] Die Zusammensetzung bindet in äußerst kurzer Zeit zu einem Block ab, was für die Anwendung nachteilig ist. The composition sets to form a block in an extremely short time, which is disadvantageous for the application.

Beispiel 11Example 11

[0081] Ein Beton wurde mit einer nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung und einem Rohzuschlag wie in Tabelle 11 nachstehend aufgeführt hergestellt. A concrete was made with an uncalcined cementitious composition and raw aggregate as shown in Table 11 below.

[0082] Die Komponenten wurden gemischt und in eine Form gegossen, um mehrere Betonproben herzustellen, die 28 Tage lang stehen gelassen und dann gemäß CNS1232 (ASTM C39) auf die Druckfestigkeit zylindrischer Betonproben hin geprüft wurden. Die Druckfestigkeit ist nachstehend in Tabelle 12 dargestellt. The components were mixed and poured into a mold to produce several concrete samples, which were allowed to stand for 28 days and then tested for compressive strength of cylindrical concrete samples according to CNS1232 (ASTM C39). The compressive strength is shown in Table 12 below.

Tabelle 12Table 12

[0083] C01 6927 6529 C02 6002 C03 6642C01 6927 6529 C02 6002 C03 6642

Beispiel 12Example 12

[0084] Die Biegezugfestigkeit der in Beispiel 11 hergestellten Betonproben wurde in einer Biegezugfestigkeitsprüfung für zylindrische Betonproben gemäß CNS1238 (ASTM C348) gemessen. Die Biegezugfestigkeit ist nachstehend in Tabelle 13 dargestellt. The flexural tensile strength of the concrete samples produced in Example 11 was measured in a flexural tensile strength test for cylindrical concrete samples according to CNS1238 (ASTM C348). The flexural strength is shown in Table 13 below.

Tabelle 13Table 13

[0085] B01 689,4 635,8 B02 574,6B01 689.4 635.8 B02 574.6

Beispiel 13Example 13

[0086] Die Spaltzugfestigkeit der in Beispiel 11 hergestellten Betonproben wurde in einer Spaltzugfestigkeitsprüfung für zylindrische Betonproben gemäß CNS3801 (ASTM C496) gemessen. Die Spaltzugfestigkeit ist nachstehend in Tabelle 14 dargestellt. The splitting tensile strength of the concrete samples produced in Example 11 was measured in a splitting tensile strength test for cylindrical concrete samples according to CNS3801 (ASTM C496). The splitting tensile strength is shown in Table 14 below.

Tabelle 14Table 14

[0087] T01 533,3 473,6 T02 486,4 T03 381,2T01 533.3 473.6 T02 486.4 T03 381.2

[0088] Aus den Beispielen 11 bis 13 kann der Schluss gezogen werden, dass der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte Beton gute physikalische und mechanische Eigenschaften aufweist. From Examples 11 to 13, it can be concluded that the concrete made with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention has good physical and mechanical properties.

Beispiel 14Example 14

[0089] Die lineare Schwindung der in Beispiel 11 hergestellten Betonprobe (SOI) und der mit dem handelsüblichen Portlangzement und einem Zuschlag hergestellten Betonprobe (R01) wurde gemäß der Norm CNS14603 (ASTM C157) gemessen. Die lineare Schwindung (µ) ist nachstehend in Tabelle 15 dargestellt. The linear shrinkage of the concrete sample produced in Example 11 (SOI) and the concrete sample produced with the commercially available Portlang cement and an aggregate (R01) was measured according to the standard CNS14603 (ASTM C157). The linear shrinkage (µ) is shown in Table 15 below.

Tabelle 15Table 15

[0090] R01 147 252 312 399 503 S01 52 120 132 176 176R01 147 252 312 399 503 S01 52 120 132 176 176

[0091] Aus den Prüfergebnissen kann der Schluss gezogen werden, dass der mit der nichtcalcinierten zementösen Zusammensetzung oder der nichtcalcinierten Betonzusammensetzung der vorliegenden Erfindung hergestellte Beton den mit dem herkömmlichen Portlandzement hergestellten Beton hinsichtlich der linearen Schwindung bei weitem übertrifft. From the test results, it can be concluded that the concrete made with the uncalcined cementitious composition or the uncalcined concrete composition of the present invention far outperforms the concrete made with the conventional Portland cement in terms of linear shrinkage.

[0092] Die oben beschriebenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind ausschließlich als der Veranschaulichung dienend zu erachten. Zahlreiche alternative Ausführungsformen können von Fachleuten auf dem Gebiet der Erfindung ausgearbeitet werden, ohne dadurch den Schutzumfang der beiliegenden Ansprüche zu verlassen. The above-described embodiments of the present invention are to be considered as illustrative only. Numerous alternative embodiments can be devised by those skilled in the art without departing from the scope of the appended claims.

Claims (14)

1. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung umfassend: a) mikrometerskalige anorganische Teilchen, enthaltend Silicium und mindestens ein nichtmetallisches Element, mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm zu etwa 31 % bis 87 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei „etwa“ einen Bereich von ± 10 % der angegebenen Werte mit einschliesst; b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung ausgewählt aus einer Oxosäure von Aluminium, einem Derivat davon, einem Oxid von Aluminium, einem Hydroxid von Aluminium und einem Gemisch aus diesen Verbindungen; c) nanokolloidales Siliciumdioxid und d) ein gerinnungsregulierendes Mittel.1. An uncalcined cementitious composition comprising: a) Micrometer-scale inorganic particles, containing silicon and at least one non-metallic element, with a grain size in the range from 1.0 to 100 µm to about 31% to 87%, based on the total weight of the composition, with “about” a range of ± 10 includes% of the stated values; b) an aluminum-oxygen compound selected from an oxo acid of aluminum, a derivative thereof, an oxide of aluminum, a hydroxide of aluminum and a mixture of these compounds; c) nanocolloidal silicon dioxide and d) a coagulation regulating agent. 2. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die Korngrößenverteilung der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen zumindest bimodal ist.2. Uncalcined cementitious composition according to claim 1, wherein the grain size distribution of the micrometer-scale inorganic particles is at least bimodal. 3. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen eine trimodale Korngrößenverteilung aufweisen, wobei das Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an einem Höchstwert der trimodalen Korngrößenverteilung unabhängig vom Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an den anderen Höchstwerten der trimodalen Korngrößenverteilung zumindest 20 % bis 50 % des Gesamtgewichts der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen ausmacht.3. Uncalcined cementitious composition according to claim 1, wherein the micrometer-scale inorganic particles have a trimodal grain size distribution, the weight of the particles having a grain size or a grain size range at a maximum of the trimodal grain size distribution regardless of the weight of the particles having a grain size or a grain size range to the other Maximum values of the trimodal grain size distribution makes up at least 20% to 50% of the total weight of the micrometer-scale inorganic particles. 4. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach Anspruch 1, wobei das nanokolloidale Siliciumdioxid eine bimodale Korngrößenverteilung aufweist, wobei das Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an einen Höchstwert der bimodalen Korngrößenverteilung unabhängig vom Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich am anderen Höchstwert der bimodalen Korngrößenverteilung zumindest 30 % bis 70 % des Gesamtgewichts des nanokolloidalen Siliciumdioxids ausmacht.4. Non-calcined cementitious composition according to claim 1, wherein the nanocolloidal silicon dioxide has a bimodal grain size distribution, the weight of the particles with a grain size or a grain size range at a maximum value of the bimodal grain size distribution regardless of the weight of the particles with a grain size or a grain size range at the other maximum value bimodal grain size distribution makes up at least 30% to 70% of the total weight of the nanocolloidal silicon dioxide. 5. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach Anspruch 1, ferner umfassend zumindest eines aus einem Gerinnungshilfsstoff, aktivem Siliciumdioxid und einem wasserreduzierenden Mittel.5. The uncalcined cementitious composition of claim 1, further comprising at least one of a coagulant, active silica and a water reducing agent. 6. Nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach Anspruch 1, umfassend einen Gerinnungshilfsstoff, der ein Oxid, Hydroxid, Sulfat oder Carbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls umfasst, und wobei die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen a) 31 % bis 86 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, ausmachen.6. A non-calcined cementitious composition according to claim 1, comprising a coagulant which comprises an oxide, hydroxide, sulfate or carbonate of an alkali metal or alkaline earth metal, and wherein the micrometer-scale inorganic particles a) make up 31% to 86%, based on the total weight of the composition . 7. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung, umfassend a) anorganische Teilchen, die Silicium und mindestens ein nichtmetallisches Element enthalten, zu etwa 66 % bis 92 %, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensetzung, wobei „etwa“ einen Bereich von ± 10 % der angegebenen Werte mit einschliesst; b) eine Aluminium-Sauerstoff-Verbindung ausgewählt aus einer Oxosäure von Aluminium, einem Derivat davon, einem Oxid von Aluminium, einem Hydroxid von Aluminium und einem Gemisch aus diesen Verbindungen; c) nanokolloidales Siliciumdioxid und d) ein gerinnungsregulierendes Mittel, wobei die anorganischen Teilchen mikrometerskalige anorganische Teilchen mit einer Korngröße im Bereich von 1,0 bis 100 µm umfassen und die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen 25 % bis 45 % des Gesamtgewichts der anorganischen Teilchen ausmachen.7. An uncalcined concrete composition comprising a) inorganic particles containing silicon and at least one non-metallic element, from about 66% to 92%, based on the total weight of the composition, with “about” including a range of ± 10% of the stated values; b) an aluminum-oxygen compound selected from an oxo acid of aluminum, a derivative thereof, an oxide of aluminum, a hydroxide of aluminum and a mixture of these compounds; c) nanocolloidal silicon dioxide and d) a coagulation-regulating agent, wherein the inorganic particles comprise micrometer-scale inorganic particles with a grain size in the range of 1.0 to 100 µm and the micrometer-scale inorganic particles make up 25% to 45% of the total weight of the inorganic particles. 8. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die Korngrößenverteilung der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen zumindest bimodal ist.8. Uncalcined concrete composition according to claim 7, wherein the grain size distribution of the micrometer-scale inorganic particles is at least bimodal. 9. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei die mikrometerskaligen anorganischen Teilchen eine trimodale Korngrößenverteilung aufweisen, wobei das Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an einem Höchstwert der trimodalen Korngrößenverteilung unabhängig vom Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an den anderen Höchstwerten der trimodalen Korngrößenverteilung zumindest 20 % bis 50 % des Gesamtgewichts der mikrometerskaligen anorganischen Teilchen ausmacht.9. Uncalcined concrete composition according to claim 7, wherein the micrometer-scale inorganic particles have a trimodal grain size distribution, the weight of the particles having a grain size or a grain size range at a maximum value of the trimodal grain size distribution regardless of the weight of the particles having a grain size or a grain size range at the other maximum values the trimodal grain size distribution makes up at least 20% to 50% of the total weight of the micrometer-scale inorganic particles. 10. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach Anspruch 7, wobei das nanokolloidale Siliciumdioxid eine bimodale Korngrößenverteilung aufweist, wobei das Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich an einem Höchstwert der bimodalen Korngrößenverteilung unabhängig vom Gewicht der Teilchen mit einer Korngröße oder einem Korngrößenbereich am anderen Höchstwert der bimodalen Korngrößenverteilung zumindest 30 % bis 70 % des Gesamtgewichts des nanokolloidalen Siliciumdioxids ausmacht.10. Uncalcined concrete composition according to claim 7, wherein the nanocolloidal silicon dioxide has a bimodal grain size distribution, the weight of the particles with a grain size or a grain size range at a maximum value of the bimodal grain size distribution regardless of the weight of the particles with a grain size or a grain size range at the other maximum value of the bimodal Grain size distribution makes up at least 30% to 70% of the total weight of the nanocolloidal silicon dioxide. 11. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach Anspruch 7, ferner umfassend zumindest eines aus einem Gerinnungshilfsstoff, aktivem Siliciumdioxid und einem wasserreduzierenden Mittel.11. The uncalcined concrete composition of claim 7, further comprising at least one of a coagulant, active silica and a water reducing agent. 12. Nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach Anspruch 7, umfassend einen Gerinnungshilfsstoff, der ein Oxid, Hydroxid, Sulfat oder Carbonat eines Alkalimetalls oder Erdalkalimetalls umfasst, und wobei die anorganischen Teilchen (a) 66% bis 90%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Zusammensezung, ausmachen.12. An uncalcined concrete composition according to claim 7 comprising a coagulant comprising an oxide, hydroxide, sulfate or carbonate of an alkali metal or alkaline earth metal, and wherein the inorganic particles (a) constitute 66% to 90% based on the total weight of the composition. 13. Beton, umfassend eine nichtcalcinierte zementöse Zusammensetzung nach einem der Ansprüche 1 bis 6 oder eine nichtcalcinierte Betonzusammensetzung nach einem der Ansprüche 7 bis 12.13. Concrete comprising a non-calcined cementitious composition according to any one of claims 1 to 6 or a non-calcined concrete composition according to any one of claims 7 to 12. 14. Beton nach Anspruch 13, der zumindest eine der folgenden Eigenschaften aufweist: eine 28-Tage-Druckfestigkeit von zumindest 1.800 psi, gemessen gemäß der Norm ASTM C109 oder der Norm ASTM C39, eine 28-Tage-Biegezugfestigkeit von zumindest 200 psi, gemessen gemäß der Norm ASTM C348, eine 28-Tage-Spaltzugfestigkeit von zumindest 200 psi, gemessen gemäß der Norm ASTM C496, und eine lineare 28-Tage-Schwindung von höchstens 1500 µ, gemessen gemäß der Norm ASTM C157.14. The concrete of claim 13 having at least one of the following properties: a 28 day compressive strength of at least 1,800 psi measured according to ASTM C109 or ASTM C39, a 28 day flexural tensile strength of at least 200 psi measured according to the ASTM C348 standard, a 28-day split tensile strength of at least 200 psi, measured according to the ASTM C496 standard, and a 28-day linear shrinkage of at most 1500 μ, measured according to the ASTM C157 standard.
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