CN115836037A

CN115836037A - 用于活化粒化高炉矿渣粉的包含碱金属盐和碳酸钙和/或碳酸镁的活化体系以及用于制备砂浆组合物或混凝土组合物的包含活化体系的胶凝材料

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Publication number: CN115836037A
Application number: CN202080099644.4A
Authority: CN
Inventors: 伯纳德·萨莱斯; 马丁·西尔; 罗伯塔·阿尔法尼; 尼古拉斯·米西卡斯; 劳伦特·弗鲁安
Original assignee: Institut National des Sciences Appliquees de Toulouse INSA; Esso SA; Exxon Materials Co ltd
Current assignee: Institut National des Sciences Appliquees de Toulouse INSA; Esso SA; Exxon Materials Co ltd
Priority date: 2020-04-08
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2023-03-21
Anticipated expiration: 2040-04-08
Also published as: US20230192565A1; EP4132893A1; JP2023531125A; CN115836037B; BR112022020409A2; AU2020441137A1; WO2021204383A1

Abstract

本发明涉及活化组合物，特别是用于含有水硬性胶凝材料和/或火山灰材料的混凝土或工业砂浆，其包含：A)至少40重量％，优选至少50重量％的具有小于或等于15μm的d80和小于或等于4μm的d50的碳酸钙颗粒和/或碳酸镁颗粒，以及B)至少1.5重量％且最多60重量％的至少一种碱金属盐。本发明还涉及包含所述活化组合物和由至少一种水硬性胶凝材料组成的组分C的胶凝材料组合物。本发明还涉及包含至少一种骨料和所述胶凝材料组合物的干混凝土组合物或干工业砂浆组合物。此外，本发明涉及制备湿混凝土组合物或湿砂浆组合物的方法以及由此得到的硬化混凝土组合物或硬化工业砂浆组合物。

Description

用于活化粒化高炉矿渣粉的包含碱金属盐和碳酸钙和/或碳酸镁的活化体系以及用于制备砂浆组合物或混凝土组合物的包含活化体系的胶凝材料

发明领域

本发明的技术领域涉及包含至少一种矿渣例如粒化高炉矿渣粉(GGBS或矿渣)的水硬性矿物胶凝材料，其用于能够凝固和硬化的组合物，例如砂浆组合物或混凝土组合物中。

更具体地，本发明涉及用于建筑业的胶凝材料以及能够凝固和硬化的组合物，其包含至少一种作为水硬性胶凝材料的矿渣以及至少一种活化体系。

本发明还涉及这些基于矿渣的胶凝材料、这些能够凝固和硬化的干或湿组合物的制备方法。

由这些组合物得到的经凝固和经硬化的产品在建筑中的应用也属于本发明的领域。

背景技术

由于二氧化碳的大量排放，硅酸盐水泥的生产对环境产生很大的负面影响。水泥生产在炉内高温(1450℃)煅烧原料期间，通过石灰石的脱碳，必然产生CO₂(式(1))：

CaCO₃(S)→CaO(s)+CO₂(g) (式(1))

另外，加热水泥炉所需的化石燃料燃烧释放出二氧化碳。再加上研磨的额外排放，每吨硅酸盐水泥产生几乎一吨的CO₂。总体而言，水泥工业的二氧化碳排放量占全球的约7％至9％。

此外，处理硅酸盐水泥可导致健康问题(例如过敏)，特别是由于其高碱度(pH值高于13)。此外，捏合时可能会释放出六价铬(Cr(VI))等有害元素，当其接触皮肤时也会对工人健康不利。尽管水泥粉中通常包含Cr(VI)还原剂(例如硫酸亚铁)，但其功效在时间上受到限制。预计建筑工人，特别是第三世界的建筑工人不会经常检查与此类处理有关的截止日期。

当前对新型胶凝材料的多数研究旨在用对环境影响较小的胶凝材料替代各种应用中得水泥。一种途径是使用无需昂贵处理的资源，例如来自其他行业的副产品(对一种行业来说是废物，但对其他行业来说是主要资源)。高炉矿渣就是这种情况，它是钢铁行业的副产品。通过将这种产品研磨成细粉(GGBS)，可以得到一种胶凝材料，该胶凝材料可以部分替代水泥，或通过添加一些化学活化剂以单独使用。

值得注意的是，GGBS的使用不仅对环境友好，而且当其用于配制砂浆和混凝土时还使若干性质得以增强，例如高的抗硫酸盐侵蚀性、低渗透性、在化学侵蚀环境中的良好抗性、低水合热(大型结构所需)、总体上优异的耐久性、固化重金属或放射性核素的可能性等。

应当强调的是，GGBS是一种水硬性胶凝材料(与潜在的水硬性胶凝材料如粉煤灰或硅灰形成对比)。这意味着GGBS单独与水反应。添加化学活化剂(和/或加热)有利于加速这一反应并提高早期强度。通常，活化剂的作用是将pH值提高到适当的水平，以增强氢氧根离子对玻璃网络的亲核攻击。

活化剂促进胶凝材料、砂浆/混凝土组合物的凝固和/或固化和/或硬化。

因此为了活化GGBS，人们开发了活化体系。例如，国际专利申请WO2017/198930公开了包含GGBS和速凝剂的胶凝材料。该速凝剂包含一种硫酸钙源和一种颗粒状成核剂。

尽管这种速凝剂允许获得含有至少80重量％的GGBS的建筑材料，但是仍然需要开发用于含有GGBS材料的活化体系，特别是在低温下的和用于获得尤其是在早期具有比仅包含普通硅酸盐水泥作为胶凝材料的硬化混凝土和硬化工业砂浆更好的机械性质的硬化混凝土或硬化工业砂浆的活化体系。

在本文中，本发明旨在通过实现以下目的中的至少一个来解决以上问题和/或需求中的至少一个：

-O1-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其是基于普通硅酸盐水泥(OPC)的组合物的有吸引力的替代品。

-O2-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其是环境友好的。

-O3-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，就健康和安全问题而言，其比基于OPC的组合物更更可接受。

-O4-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其产生通过如振冲密实法、喷涂、抹灰、浇筑等几种方式制造的具有适当能力的干砂浆、干或半干预制混凝土和湿砂浆和混凝土制剂。

-O5-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其在湿制剂的使用者所需的常规凝结时间(例如，几分钟至几小时)内产生具有适当流变性质，即稳定的流变性(良好的和易性)的湿制剂。

-O6-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其产生具有所需机械性质，尤其是可接受的早期强度(例如24小时)的经硬化的材料。

-O7-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其产生具有所需耐久性的经硬化的材料。

-O8-提供基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于GGBS的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物，其以通常所需的凝固时间(例如，几分钟至几小时)产生经硬化的材料。

-O9-提供简单且便宜的制备符合目的-O1-至-O9-中至少一个目的的基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物的方法。

-O10-提供简单且便宜的制备湿态的基于矿渣的胶凝材料或包含所述基于矿渣的胶凝材料的砂浆组合物或混凝土组合物的方法。

-O11-提供用于建筑业的经硬化的产品，其包含作为至少部分胶凝材料的矿渣。

发明优点

本发明的优点之一是改进包含GGBS的建筑材料，尤其是干砂浆组合物或干混凝土组合物，其产生具有所需机械性质，尤其是可接受的早期强度(例如24小时)和长期性能的经硬化的材料。

另一个优点是，在本发明的实施方案中，可以在低温下，即在5℃左右使用根据本发明的胶凝材料组合物。

另外的优点是活化组合物的普适性，其可以包含在需要各种水量的各种混凝土或工业砂浆中，特别是根据本发明的活化组合物可以是高含水量组合物的一部分。

发明内容

本发明涉及一种活化剂，特别是用于含有水硬性胶凝材料和/或火山灰材料的混凝土或工业砂浆，其包含：

A.至少40重量％，优选至少50重量％的具有小于或等于15μm的d80和小于或等于4μm的d50的碳酸钙颗粒和/或碳酸镁颗粒，和

B.至少1.5重量％且最多60重量％的至少一种碱金属盐。

本发明还涉及包含根据权利要求1和2中任一项所述的活化组合物和由至少一种水硬性胶凝材料组成的组分C的胶凝材料组合物。

在不受任何理论约束的情况下，人们认为，根据本发明的活化组合物中包含的碳酸钙和/或碳酸镁的含量和粒径填充了旨在添加活化组合物的砂浆/混凝土的空隙，并且它可有助于产品中的保水。这两种现象，加上由于碱金属盐的存在而导致的碱活化，可以增强所述水硬性胶凝材料的早期水化，并通过水化相的更好分布来提高所得混凝土或工业砂浆的机械强度。

本发明还涉及包含至少一种骨料和所述胶凝材料组合物的干混凝土组合物或干工业砂浆组合物。

本发明还涉及包含其他组分如外加剂和所述胶凝材料组合物的干混凝土组合物或干工业砂浆组合物。

此外，本发明涉及制备湿混凝土组合物或湿砂浆组合物的方法以及由此得到的硬化混凝土组合物或硬化工业砂浆组合物。

定义

根据本文的术语，必须考虑以下非限制性定义：

-“矿渣”表示在矿石的熔炼或精炼过程中与金属分离的石质副产品物质。

-“GGBS”或“GGBFS”：粒化高炉矿渣粉，相当于高炉矿渣、粒化高炉矿渣(GBFS)、高炉水碎渣粉和高炉矿渣细骨料。

-“水泥”应理解为是指用于制造砂浆或混凝土的粉状物质。它是一种矿物胶凝材料，可能不含任何有机化合物。它是指任何普通水泥并且包括矿渣硅酸盐混合水泥和基于碱活化的水泥。

-“胶凝材料”指的是“水硬性胶凝材料”，是指只需加水即可硬化的任意材料，如GGBS和水泥。

-“辅助性胶凝材料”是指通过潜在的水力或火山灰活性来增强胶凝材料强度的材料。本文的术语是指粉煤灰、活性白土、硅灰、碱性氧气炉矿渣、天然火山灰材料、稻壳灰、活性再生混凝土细骨料或其混合物。

-“砂浆”是指由胶凝材料、骨料如砂土和其他成分如外加剂组成的材料。

-“混凝土”是指由胶凝材料、骨料如砂土和砾石以及其他成分如外加剂组成的材料。

-“d50”给出了材料颗粒粒度分布的中值尺寸(对于胶凝材料，通常以微米为单位)。这意味着50％的颗粒的尺寸小于指定的数，而50％的颗粒的尺寸大于指定的数。d50的测量是通过也称为激光衍射光谱法的激光衍射分析，并借助于经马尔文(MALVERN)公司商业化的激光衍射分析仪如“Mastersizer 2000”，采用湿法进行的。

-“d80”给出了材料颗粒粒度分布的信息(对于胶凝材料，通常以微米为单位)。这意味着80％的颗粒的尺寸小于指定的数，而20％的颗粒的尺寸大于指定的数。d80的测量是通过也称为激光衍射光谱法的激光衍射分析，并借助于经马尔文(MALVERN)公司商业化的激光衍射分析仪如“Mastersizer 2000”，采用湿法进行的。

附图说明

图1至3是比较根据本发明的和本发明之外的不同工业砂浆的抗压强度的条形图。

具体实施方式

活化组合物

为了实现加速尤其是早期阶段的GGBS硬化反应动力学的目的，根据最终应用提供在早期阶段(24小时)具有适当抗压强度的混凝土或工业砂浆，类似于或优于具有仅由硅酸盐水泥制成的胶凝材料的工业砂浆或混凝土早期阶段(7天)和后期阶段(28天)的抗压强度。本发明人开发的本发明的活化组合物，特别是用于含有水硬性胶凝材料和/或火山灰材料的混凝土或工业砂浆的活化组合物包含：

B.至少1.5重量％且最多60重量％的至少一种碱金属盐。

在特定实施方案中，本发明的活化组合物不含硫酸钙源。

A.碳酸钙/碳酸镁

根据本发明，活化组合物包含至少40重量％的碳酸钙和/或碳酸镁。在优选的实施方案中，活化组合物包含至少50重量％的碳酸钙和/或碳酸镁。

根据本发明，碳酸钙颗粒和/或碳酸镁颗粒的d80小于或等于15μm，优选小于或等于10μm，且d50小于或等于4μm。

B.碱金属盐

根据旨在最终掺入本发明活化组合物的混凝土组合物或工业砂浆组合物，调节所述活化组合物中所述碱金属盐的量。

因此，在一个实施方案中，例如对于砌筑砂浆，活化组合物优选地包含1.5重量％至15重量％，更优选3重量％至10重量％，甚至更优选4重量％至5重量％的所述碱金属盐。

因此，在另一个实施方案中，例如对于瓷砖胶黏剂，活化组合物优选地包含25重量％至60重量％，更优选35重量％至55重量％，甚至更优选40重量％至50重量％的所述碱金属盐。

碱金属盐有利地选自氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)、硫酸钾(K₂SO₄)、氯化钾(KCl)、碳酸钠(Na₂CO₃)和碳酸钾(K₂CO₃)及其混合物。

胶凝材料组合物

本发明还涉及包含所述活化组合物和由至少一种水硬性胶凝材料组成的组分C的胶凝材料组合物。

在一个实施方案中，组分C仅由粒化高炉矿渣粉组成。

粒化高炉矿渣粉(GGBS)是通过将高炉中的熔融矿渣在水中淬火，然后通过细磨经淬火的产品以提高GGBS反应性而获得的玻璃状颗粒材料。GGBS是非晶硅铝酸盐玻璃，主要由SiO₂、CaO、MgO和Al₂O₃组成。存在许多玻璃网络阳离子改性剂：Ca、Na、Mn等。

GGBS优选根据欧洲标准[NF EN 15167-1]制备。

因此，根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含60重量％至99重量％，有利地包含70重量％至97重量％的粒化高炉矿渣粉。

根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含1重量％至40重量％，更有利地包含3重量％至30重量％的上述活化组合物。此外，根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含大于0.5重量％至10重量％，有利地包含0.7重量％至7重量％的碱金属盐。

在另一个实施方案中，组分C由粒化高炉矿渣粉和至少另一种水硬性胶凝材料的混合物组成，所述水硬性胶凝材料优选地选自根据标准EN 197-1的水硬性胶凝材料和基于氧化铝或铝酸钙的水泥。

特别是，关于水泥，我们指的是如欧洲标准EN 197.1中所述的任何普通水泥，即由硅酸钙(3CaOSiO₂)和(2CaOSiO₂)以及Al₂O₃、Fe₂O₃和其他氧化物组成的水硬性胶凝材料；例如硅酸盐水泥熟料。

根据本发明的水硬性胶凝材料还包括根据标准EN 197-1的白色水泥和灰色水泥、胶凝团聚物和水硬性石灰。

根据本发明，也可以使用如EP-A-1306356“Clinker sulfoalumineux sans feret sans chaux libre,son procédéde préparation et son utilisation dans desliants blancs”和“Calcium sulfoaluminates cements–low energy cements,specialcements”J.H.Sharp等人，Advances in Cement Research,1999,11,n.1,pp.3-13.中所述的基于硫铝酸钙熟料的胶凝材料。

也可以使用根据EN 14647的铝酸钙水泥和如Advances in Cement Research,1999,11,No.1,Jan.,15-21.中所述的硫酸铝盐水泥和铁铝酸盐水泥。

根据本发明，也可以使用如EN 15743中所述的超硫酸盐水泥(SSC)和其他已知在恶劣条件下使用的水泥，如根据NF P 15-317“ciments pour travauxàla mer”(PM)和NFP15-319“ciments pour travaux en eauxàhaute teneur en sulfates”(ES)的水泥。

根据本发明，胶凝材料组合物可以包含一种或多于一种有利地选自粉煤灰、偏高岭土、活性白土、硅灰、碱性氧气炉矿渣、天然火山灰材料、稻壳灰、活性再生混凝土细骨料或其混合物的辅助性胶凝材料。辅助性胶凝材料是指通过潜在的水硬活性或火山灰活性来增强胶凝材料强度的材料。

因此，在根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物中，组分C有利地包含至少30重量％，更有利地包含40重量％至90重量％，甚至更有利地包含50重量％至80重量％的粒状高炉矿渣粉。

此外，根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含50重量％至99重量％，有利地包含60重量％至97重量％的组分C。

根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含1.5重量％至35重量％，更有利地包含2重量％至28重量％的上述活化组合物。

此外，根据本发明的该实施方案的胶凝材料组合物有利地包含大于0.5重量％至5重量％，有利地包含0.7重量％至3.5重量％的碱金属盐。

任选的其他组分

胶凝材料有利地富含一种或若干种其他组分，所述组分是特别优选地选自以下项的功能性添加剂的成分：

·保水剂

保水剂具有在凝固之前保持混合水的性质。水被如此困在湿的制剂糊中，从而改善了其黏结性。在某种程度上，水被支撑物吸收的程度降低。

保水剂优选地选自：改性纤维素、改性瓜尔胶、改性纤维素醚和/或瓜尔胶醚及其混合物，更优选地组成为：甲基纤维素、甲基羟丙基纤维素、甲基羟乙基纤维素及其混合物。

·流变剂

可能的流变剂(也称为“增稠剂”)优选地选自、更优选地选自：黏土、淀粉醚、纤维素醚和/或树胶(例如维纶瓜尔黄原胶、琥珀酰聚糖)、改性多糖其中优选改性淀粉醚、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、黏土、海泡石、膨润土及其混合物，更优选地选自黏土、膨润土、蒙脱土。

·减水聚合物

减水聚合物也称为高效减水剂，选自木质素磺酸盐聚合物、三聚氰胺磺酸盐聚合物、萘磺酸盐聚合物、聚羧酸醚聚合物、聚氧乙烯膦酸盐、乙烯共聚物及其混合物。

·消泡剂/抗泡剂

可能的消泡剂优选地选自，更优选地选自：聚醚多元醇及其混合物。

·杀生物剂

可能的杀生物剂优选地选自、更优选地选自：矿物氧化物如氧化锌及其混合物。

·着色剂

可能的着色剂优选地选自，更优选地选自：TiO₂、氧化铁及其混合物。

·阻燃剂

潜在的阻燃剂(或防火剂)使得提高组合物耐火性和/或降低其火焰的蔓延速度成为可能，该阻燃剂优选地选自、更优选地选自：

·引气剂

引气剂(表面活性剂)有利地选自，更优选地选自天然树脂、经硫酸化的化合物或经磺化的化合物、合成洗涤剂、有机脂肪酸及其混合物，优选地选自，更优选地选自木质素磺酸盐、脂肪酸的碱性皂及其混合物，更优选地选自磺酸盐烯烃、月桂基硫酸钠及其混合物。

·缓凝剂

缓凝剂有利地选自，更优选地选自酒石酸及其盐：钠盐或钾盐、柠檬酸及其盐：钠盐(柠檬酸三钠)及其混合物。

此外，其他组分可为：

·增塑剂

·纤维

·分散粉

·润湿剂

·聚合树脂

·络合剂

·基于多元醇类的干燥减缩剂

胶凝材料组合物中这些任选的其它组分的总含量优选地占胶凝材料组合物总重量的0.001重量％至10重量％。

干混凝土组合物或干工业砂浆组合物

本发明还涉及干混凝土组合物或干工业砂浆组合物，特别是瓷砖胶黏剂、涂料、砌筑砂浆、修补砂浆、抹灰砂浆、专用砂浆(technical mortars)和用于地板覆盖的砂浆，其包含至少一种上述胶凝材料组合物的骨料部分(砂土和/或砾石)。干混凝土组合物或干工业砂浆组合物可最终包含其它外加剂和掺合料。

根据本发明，“干”混凝土组合物或“干”工业砂浆组合物是指粉末形式的且容易与水混合的组合物。换言之，本发明的干混凝土组合物或干工业砂浆组合物可含有一些水分，但其基本上含有在其应用之前旨在与水混合的固体组分。

在优选的实施方案中，活化组合物占包含胶凝材料、填料、砂土、砾石和其它组分的总干燥组合物的0.1重量％至5重量％，优选0.25重量％至3.5重量％。

该实施方案是有利的，因为它使包含根据本发明的活化组合物的混凝土和工业砂浆在约5℃的低温下也能达到早期强度。

换言之，干混凝土组合物或干工业砂浆组合物包含根据本文定义的本发明的胶凝材料组合物和至少一种骨料，特别是：砂土和/或砾石，和/或不同粒度分布的填料。

骨料包括建筑中使用的一大类颗粒材料，包括砂土、砾石、碎石、矿渣(未粒化)、再生混凝土和土工合成骨料。它们作为加固材料为整个复合材料增加强度。

干混凝土组合物或干工业砂浆组合物还可以包含填料，例如基于石英、石灰石、黏土及其混合物的填料，以及轻质填料，例如珍珠岩、硅藻土、膨胀云母(蛭石)和泡沫砂土(foamed sand)及其混合物。

有利地，除了骨料之外，所述干混凝土组合物或干工业砂浆组合物还可以包含一种或若干种成分，尤其是功能性外加剂、掺合料和纤维，其可以与上述在胶凝材料组合物的详细描述中定义的其它任选组分相同。

干混凝土组合物或干工业砂浆组合物中这些任选的其它组分的总含量优选地占胶凝材料组合物总重量的0.1重量％至10重量％。

湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物

本发明还涉及湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物，特别是瓷砖胶黏剂、涂料、砌筑砂浆、修补砂浆、抹灰砂浆、专用砂浆和用于地板覆盖的砂浆，其包含至少一种骨料和上述胶凝材料组合物。

在具体实施方案中，湿砂浆组合物是所谓的“即用型”砂浆。“即用型”砂浆用于在建筑工地上组装砖块或砌块。其通过在搅拌设备中直接将组合物的所有成分(胶凝材料、骨料和其他组分)与水混合而获得。其包括缓凝剂，允许运输和延迟使用长达数天，同时保持其流变和硬化性质。

湿混凝土组合物或湿砂浆组合物的制备方法

本发明还涉及上述湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物的制备方法，包括将至少一种骨料和胶凝材料组合物与水混合的步骤，胶凝材料组合物在混合步骤之前或在混合步骤期间原位制备。

换言之，湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物可以通过两种不同的方法制备。

在第一种方法中，先制备活化组合物，然后制备胶凝材料组合物，或者通过混合组分A、组分B和组分C直接制备胶凝材料组合物。然后将至少一种骨料与胶凝材料组合物混合，最终获得干混凝土组合物或干工业砂浆组合物。然后，将干混凝土组合物或干砂浆组合物与水混合。

在第二种方法中，湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物通过在水中直接混合每种组合物的每种组分而无须预先单独制备所述组合物来制备。

根据本公开内容，必须将术语“混合”理解为任意形式的混合。

在优选的实施方案中，在与骨料混合之前，将部分胶凝材料和至少部分水混合在一起。

在优选的实施方案中，该方法在以水与胶凝材料组合物的比例为0.2至2，有利地为0.3至1.8的情况下实施。

硬化混凝土组合物或硬化工业砂浆组合物

本发明还涉及从上述混凝土组合物或工业砂浆组合物获得的硬化混凝土组合物或硬化工业砂浆组合物。

实施例

实施例1:瓷砖胶黏剂

制备了包含作为胶凝材料的普通硅酸盐水泥(OPC)的干瓷砖胶黏剂组合物(CE1)和包含作为胶凝材料的硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣粉(GGBS)的混合物的干瓷砖胶黏剂组合物(E1)。每种干瓷砖胶黏剂组合物的含量如下表1所示。

表1

每种干瓷砖胶黏剂组合物已经与表1中的水量混合，得到相同的初始砂浆黏度(通过Brooksfield设备测量)，530Pa*s±10。两种水量都对应于0.7的水与胶凝材料(即OPC和最终的GGBS)的重量比，从而获得湿瓷砖胶黏剂组合物。瓷砖胶黏剂制剂已根据标准EN12004-“瓷砖胶黏剂”进行了表征，结果如下表2所示。

表2

从表2可以看出，除了1天后，本发明的瓷砖胶黏剂(E1)的抗性大于瓷砖胶黏剂CE1的抗性。此外，本发明的瓷砖胶黏剂(E1)的抗性高于C2E瓷砖胶黏剂的要求标准。

实施例2:砌筑砂浆

制备了包含作为胶凝材料的普通硅酸盐水泥(OPC)的干砌筑砂浆组合物(CE2)和包含作为胶凝材料的硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣粉(GGBS)的混合物的干砌筑砂浆组合物(E2)。每种干砌筑砂浆组合物的含量如下表3所示。

表3

因此，根据本发明的砌筑砂浆(E2)包含15.33重量％的根据本发明的胶凝材料组合物，其自身包含20.42重量％的根据本发明的活化组合物。

因此，每种干砌筑砂浆含有12.2重量％的水硬性胶凝材料，或者只有OPC(CE2)，或者OPC和GGBS(E2)。

每种干砌筑砂浆组合物已经与14重量％的水量混合，对应于1.1的水与胶凝材料(即OPC和最终的GGBS)的重量比，从而获得湿砌筑砂浆组合物。在不同时间后测量抗压强度；测量结果如图1所示。

从图1中可以看出，在1天、7天和28天后，根据本发明的砌筑砂浆E2的抗压强度高于CE2的抗压强度。

实施例3：抹灰砂浆

制备了包含作为胶凝材料的普通硅酸盐水泥(OPC)的干抹灰砂浆组合物(CE3)和包含作为胶凝材料的硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣粉(GGBS)的混合物的两种干抹灰砂浆组合物(E3和E4)。每种干抹灰砂浆组合物的含量如下表4所示。

实施例(抹灰砂浆)	CE3(比较例)	E3(本发明)	E4(本发明)
				沙土(重量％)	76.8	76.8	76.8
OPC(重量％)	10.9	7.63	5.45
				GGBS(重量％)		3.27	5.45
石灰石填料(重量％)	12	8.9	8.9
				纤维素醚(重量％)	0.1	0.1	0.1
引气剂(重量％)	0.1	0.1	0.1
				油酸钠	0.1	0.1	0.1
碳酸钙(重量％)	0	3	3
				硫酸钠(重量％)	0	0.05	0.05
氯化钠(重量％)	0	0.05	0.05

表4

因此，根据本发明的实施例E3和E4的抹灰砂浆组合物都含有15.33重量％至14重量％的根据本发明的胶凝材料组合物，其自身包含22.14重量％的根据本发明的活化组合物。

因此，每种干抹灰砂浆含有10.9重量％的水硬性胶凝材料，或者只有OPC(CE3)，或者OPC和GGBS(E3和E4)。

每种干抹灰砂浆组合物已经与20重量％的水量混合，对应于1.8的水与胶凝材料(即OPC和最终的GGBS)的重量比，从而获得湿抹灰砂浆组合物。在不同时间后测量抗压强度；测量结果如图2所示。

从图2中可以看出，1天后，根据本发明的抹灰砂浆E3和抹灰砂浆E4的抗压强度低于抹灰砂浆CE3的抗压强度。然而，抹灰砂浆E3和抹灰砂浆E4的抗压强度足以满足抹灰砂浆的应用。

然而，在7天和28天后，根据本发明的抹灰砂浆E3和抹灰砂浆E4的抗压强度高于抹灰砂浆CE3的抗压强度。

实施例4：低温硬化

制备了包含作为胶凝材料的普通硅酸盐水泥(OPC)的干砂浆组合物(CE4)和包含作为胶凝材料的硅酸盐水泥和粒化高炉矿渣粉(GGBS)的混合物的两种干砂浆组合物(CE5和E5)。每种干砂浆组合物的含量如下表5所示。

实施例	CE4(比较例)	CE5(比较例)	E5(本发明)
				沙土(重量％)	75	75	70
oPC(重量％)	25	12.5	12.5
				GGBS(重量％)	0	12.5	12.5
碳酸钙(重量％)	0	0	4.75
				硫酸钠(重量％)	0	0	0.125
氯化钠(重量％)	0	0	0.125

表5

因此，根据本发明的砂浆(E5)包含30重量％的根据本发明的胶凝材料组合物，其自身包含16.66重量％的根据本发明的活化组合物。

因此，每种干砂浆含有25重量％的水硬性胶凝材料，或者只有OPC(CE4)，或者OPC和GGBS(CE5和E5)。

将每种干砂浆组合物与水混合，水与胶凝材料(即OPC和最终的GGBS)的重量比为0.5，从而获得在5℃温度下固化的湿砂浆组合物。不同时间后测量抗压强度；测量结果如图3所示。

从图3可以看出，1天后，根据本发明的砂浆E5的抗压强度等于砂浆CE4(100％OPC)的抗压强度，并且1天和7天后，其抗压强度高于砂浆CE5(不含本发明活化组合物的GGBS+OPC)的抗压强度。

Claims

1.一种活化组合物，特别是用于含有水硬性胶凝材料和/或火山灰材料的混凝土或工业砂浆，其包含：

B.至少1.5重量％且最多60重量％的至少一种碱金属盐。

2.根据权利要求1所述的活化组合物，其中活化组合物包含1.5重量％至15重量％，更优选3重量％至10重量％，甚至更优选4重量％至5重量％的所述碱金属盐。

3.根据权利要求1所述的活化组合物，其中活化组合物优选地包含25重量％至60重量％，更优选35重量％至55重量％，甚至更优选40重量％至50重量％的碱金属盐。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的活化组合物，其中碱金属盐选自氯化钠(NaCl)、硫酸钠(Na₂SO₄)、硫酸钾(K₂SO₄)、氯化钾(KCl)、碳酸钠(Na₂CO₃)和碳酸钾(K₂CO₃)及其混合物。

5.一种胶凝材料组合物，其包含根据权利要求1至4中任一项所述的活化组合物和由至少一种水硬性胶凝材料组成的组分C。

6.根据权利要求5所述的胶凝材料组合物，其中组分C仅由粒化高炉矿渣粉组成。

7.根据权利要求5所述的胶凝材料组合物，其中组分C由粒化高炉矿渣粉和至少另一种水硬性胶凝材料的混合物组成，所述另一种水硬性胶凝材料优选地选自根据标准EN 197-1的水硬性胶凝材料和基于氧化铝或铝酸钙的水泥及其混合物。

8.根据权利要求6所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含60重量％至99重量％，有利地包含70重量％至97重量％的粒化高炉矿渣粉。

9.根据权利要求6和8中任一项所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含1重量％至40重量％，更有利地包含3重量％至30重量％的根据权利要求1至4中任一项所述的活化组合物。

10.根据权利要求6、8和9中任一项所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含大于0.5重量％至10重量％，有利地包含0.7重量％至7重量％的碱金属盐。

11.根据权利要求7所述的胶凝材料组合物，其中组分C包含至少30重量％，有利地包含40重量％至90重量％，更有利地包含50重量％至80重量％的粒状高炉矿渣粉。

12.根据权利要求7和11中任一项所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含50重量％至99重量％，有利地包含60重量％至97重量％的组分C。

13.根据权利要求7、11和12中任一项所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含1.5重量％至35重量％，更有利地包含2重量％至28重量％的根据权利要求1至4中任一项所述的活化组合物。

14.根据权利要求7、11至13中任一项所述的胶凝材料组合物，其中胶凝材料组合物包含大于0.5重量％至5重量％，有利地包含0.7重量％至3.5重量％的碱金属盐。

15.一种干混凝土组合物或干工业砂浆组合物，特别是瓷砖胶黏剂、涂料、砌筑砂浆、修补砂浆、抹灰砂浆、专用砂浆和用于地板覆盖的砂浆，其包含至少一种骨料和根据权利要求5至14中任一项所述的胶凝材料组合物。

16.一种湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物，特别是瓷砖胶黏剂、涂料、砌筑砂浆、修补砂浆、抹灰砂浆、专用砂浆和用于地板覆盖的砂浆，其包含至少一种骨料和根据权利要求5至14中任一项所述的胶凝材料组合物以及水。

17.一种制备权利要求16所述的湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物的方法，其包括将至少一种骨料和根据权利要求5至14中任一项所述的胶凝材料组合物与水混合的步骤，胶凝材料组合物由胶凝材料组合物的至少一些不同组分单独地和/或以预混的形式在混合步骤之前制备或在混合步骤期间原位制备。

18.根据权利要求17所述的方法，其中水与胶凝材料组合物的比例为0.2至2，有利地为0.3至1.8。

19.一种由根据权利要求16所述的湿混凝土组合物或湿工业砂浆组合物获得的硬化混凝土组合物或硬化工业砂浆组合物。