專利名稱：水硬性膠結劑、其制備方法和用該膠結劑制備的材料的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種由水泥型或熟料型膠結劑與熟石膏型或改良熟石膏型硫酸鹽膠結劑混合形成的新型水硬性膠結劑，改良型熟石膏是對石膏進行熱處理獲得的，包括Gypcement。
傳統(tǒng)熟石膏是由石膏(CaSO4·2H2O)經過部分脫水生成β晶型的半水石膏或燒石膏(CaSO4·1/2H2O)獲得的。為了用作一種涂料，所述半水石膏粉料必須重新水合。
對石膏進一步脫水導致所述半水石膏轉變成人造的無水石膏，特別地，Ⅲ型或α型無水石膏也稱作可溶性無水石膏，而Ⅱ型或β型也稱作不溶性的或死燒無水石膏。Ⅲ型或α型無水石膏可以用分子式(CaSO4·εH2O)表示，其中ε在0-0.5的范圍內，特別地在0.06-0.11范圍內。Ⅲ型或α型無水石膏是一種亞穩(wěn)相，即極易吸濕而迅速地重新水合。它在空氣中的濕氣作用下重新水合生成半水石膏。因為它總是伴生燒石膏(半水石膏)，所以從來不能獲得100％的Ⅲ型或α型無水石膏。
β熟石膏是在大氣壓下通過在低于200℃的溫度燒制石膏獲得的。它們由β-CaSO4·1/2H2O半水石膏組成，在普通的熟石膏中，通常伴有非常少量的可溶性無水CaSO4·εH2O和死燒CaSO4。
可以制備改良熟石膏(有時稱作α熟石膏)，一旦改良熟石膏凝結，其力學性能優(yōu)于普通熟石膏。對在處理過程中產生的現(xiàn)象的理解還不夠，而且力學性能的改善一般歸因于最終產物中晶體的α變體的存在，但不知道在這樣的產品中所述變體占什么比例，也不知道什么條件使其能夠以穩(wěn)定的和可重現(xiàn)的方式獲得。
傳統(tǒng)上，這樣的α熟石膏是由石膏制備的，即通過使石膏在蒸壓釜內在約5-10bar的壓力下用溫法在低于200℃的溫度下經過一個約10小時的燒制階段，然后經過一個用熱的干燥空氣流進行的熱干燥階段。
已經提出了其它的方法試圖減少制造改良熟石膏的傳統(tǒng)方法的缺陷(實施非常昂貴，重現(xiàn)性差)。
已知熱處理法用于獲得穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏，以便限制其自發(fā)的重新水化，所述方法基本包括下列的兩個步驟a)首先是通過提高其溫度使石膏礦干燥并脫水的一個步驟。所述脫水應該能使所述石膏的表面水分干燥并且應該脫出兩個結晶水。
b)其次，是急冷來穩(wěn)定所述亞穩(wěn)相的一個步驟。
穩(wěn)定的Ⅲ型無水石膏使其可能獲得具有最優(yōu)越性質的材料，例如高的機械強度，特別是早期機械強度，以及優(yōu)于熟石膏或水泥的隔熱隔聲性能。此外，可以以低于獲得熟石膏或水泥成本的成本獲得Ⅲ型無水石膏。
穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏的含量是熱處理方法的函數(shù)溫度、燒制時間和初始石膏礦的晶粒尺寸是關鍵因素。
WO96/33957提出了一種對以石膏基的粉末材料進行熱處理的方法，其中，進行燒制步驟來提高所述熱處理的石膏的溫度到220-360℃范圍內的溫度，燒制溫度取決于待處理石膏的特性，以及一個急冷操作使得通過燒制加熱的物料的溫度在6-12分鐘內降低到100℃。通過把冷于空氣在壓力下注入到所述物料的核心進行所述冷卻。所述方法能夠把所述二水石膏轉化成多達70％的穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏。
在法國專利申請FR2767816中，描述了一種方法，能使70％以上的石膏轉變成穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏，其中，為了獲得更大比例的Ⅲ型或α型無水石膏，通過在不到2分鐘的時間內把所述溫度降低到低于80℃，優(yōu)選降低到40-50℃來進行所述急冷。相對于使原料中所含的石膏轉變后獲得的化合物的總重量來說，所述方法使得有可能獲得含有多于70％，甚至多于90％的穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏的產品。
在法國專利申請FR00/01335中，中請人描述了一種方法，相對于使原料中所含的石膏轉變后獲得的化合物的總重量來說，能在工業(yè)規(guī)模上提供穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏，相對于使原料中所含的石膏轉變后獲得的化合物的總重量來說，純度至少85％，但是能達到90％，甚至95％或更多。
通過對基于石膏(CaSO4·2H2O)，優(yōu)選的是天然或合成石膏，的粉末物料進行熱處理工業(yè)化生產穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏的方法包括下列步驟，其中a)把所述粉末物料加熱到220-360℃的溫度范圍內，以便把所述石膏轉變成水溶性Ⅲ型或α型石膏；b)使通過所述方式轉變的物料經過急冷使其溫度至少降低150℃，從而使其溫度在110℃以下，優(yōu)選在80℃以下，并且優(yōu)選的是在少于2分鐘的時間內，以便穩(wěn)定所述Ⅲ型或α型無水石膏。
在燒制步驟a)中，所述石膏失去表面的水分和26.2％的結晶水。在步驟a)中除去與所述物料和轉變成的Ⅲ型或α型無水石膏接觸的大氣水分，特別是在步驟a)中加熱的所述物料放出的水分，這種水分的排出在冷卻步驟b)之前或者在冷卻步驟b)過程中發(fā)生。更特別地，在所述方法中，通過吸出與所述轉變的物料接觸的潮濕大氣排出所述水分。在一個優(yōu)選的實施方案中，步驟a)和b)在不同的反應器中進行，步驟a)的潮濕氣體通過位于步驟b)的反應器上游的吸出裝置排出。優(yōu)選地，相對于在步驟a)和步驟b)之間的所述物料的傳送對在步驟a)中轉化的物料以逆流方式施加干燥氣流，所述氣體優(yōu)選為干空氣。因此，在步驟a)中脫水的物料在進行步驟b)之前不會有重新水合的危險。同樣優(yōu)選的是，在進行步驟b)的同時，相對于所述物料的傳送以逆流方式對所述轉變的物料施加冷干空氣。優(yōu)選地，與步驟a)的濕氣一起除去所述逆流的干空氣。這防止了步驟a)中放出的熱濕空氣向上游返回到步驟a)的反應器中，在步驟a)的反應器中，所述濕氣可能在達到要求的溫度之前與所述物料接觸，從而產生增大所述物量的濕含量、降低步驟a)的效率的作用。
在確定的壓力下注入所述干空氣，所述壓力使得所述石膏從所述反應器向所述出口的移動不會被所述空氣阻礙。
在所述方法的一個優(yōu)選的實施方案中，在步驟a)之前，所述石膏的表面水分被減小到小于10％的重量百分數(shù)，優(yōu)選小于5％。優(yōu)選除去所述濕氣使得在所述大氣中的濕含量小于1重量％。
同樣優(yōu)選地，所述粉末物料含有至少95重量％，優(yōu)選98重量％的石膏(CaSO4·2H2O)。
本申請人以Gypcement的商標銷售水溶性的Ⅲ型或α型無水石膏膠結劑，所述膠結劑用上述處理天然石膏或合成石膏的特殊方法制造，聯(lián)合各種工業(yè)方法(硫代石膏、磷化石膏、脫硫石膏等)。
在本發(fā)明中，以通過對石膏，具體為天然或合成石膏進行脫水熱處理而獲得的半水和/或無水石膏為基的水硬性膠結劑被稱為“基于通過對石膏熱處理而獲得的硫酸鹽型膠結劑”。
這樣的硫酸鹽型水硬性膠結劑的主要缺點它們凝結非常快，通過使用添加劑(緩凝劑和增塑劑)可以或多或少地解決該問題。通過使用一種凝結緩凝劑或一種稀釋劑，不可能獲得大于4小時的凝結時間而不明顯降低機械強度性能。這樣的硫酸鹽膠結劑的另一個缺點是它們對濕度過分敏感和它們非常低的含水量，限制了它們在室內的使用。
傳統(tǒng)用于建筑和公用設施的波特蘭水泥具有長得多的凝結時間，機械強度一般更高，并且對水性能良好。
普通入造水泥，稱為人造波特蘭水泥(APC)，是一種硅酸鈣和鋁酸鈣的混合物，通過主要由石灰石、粘土或泥灰?guī)r構成的原料中的石灰(CaO)與二氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)和氧化鐵(Fe2O3)結合形成。在回轉窯中在約1450℃煅燒，細粉磨并均化的原料混合物產生一種熟料，所述熟料基本由硅酸鈣(C3S和C2S)和鋁酸三鈣(C3A)以及鐵鋁酸四鈣(C4AF)構成。
通過在石膏(凝結調節(jié)劑)的存在下研磨把所述熟料轉變?yōu)樗啵嗪恳话銥?％。所述熟料團塊需要研磨成細粉末的狀態(tài)。與硫酸鹽膠結劑相比，波特蘭水泥特征在于其極高的投資成本，并且凝結和硬化非常慢，一般至少需要6小時，對水有良好的性能但是有時耐化學腐蝕性差(酸、鹽如硫酸鹽，…)，這取決于其化學和礦物組成(C3A含量，是否有礦物添加劑)，此外，這樣的水泥對收縮非常敏感并且其抗張強度非常低。
這樣的傳統(tǒng)水泥的一個缺點是它們對有破壞其結構趨勢的含硫酸鹽的水非常敏感，另一個缺點是它們伴隨較低的抗張強度的開裂趨勢以及干燥時收縮的現(xiàn)象。
此外，在建筑工業(yè)中，重要的是獲得初始強度，尤其是7天時的強度，所述強度高得足以支持負荷并使遮蔽物很快去掉，從而使用波特蘭水泥時必須使用大量水泥。
在某些情況下，高鋁水泥、硫代鋁酸鹽水泥(CSA)或鐵鋁酸鹽水泥(FAC)可以構成波特蘭水泥的優(yōu)選替代品。
通過熔融礬土和石灰石制造高鋁水泥，也稱為“Ciment Fondu(高鋁水泥)”。它基本上由鋁酸一鈣構成，使其能夠在24小時達到波特蘭水泥在28天才能達到的強度。它還具有耐火性能。
硫代鋁酸鹽水泥和鐵鋁酸鹽水泥是在天然無水石膏CaSO4和/或天然石膏CaSO4·2H2O的存在下研磨相應的熟料的結果。通過在1350℃煅燒合適的混合物獲得所述熟料。其主要成分如下分子式為4CaO·3Al2O3·CaSO4(C4A3S=55％-75％)的無水硫代鋁酸鈣，硅酸二鈣2CaO·SiO2(C2S=15％-30％)，以及4CaO·Al2O3·Fe2O3型鐵鋁酸鈣(C4AF=10％-30％)。
在下面的表中比較了用重量百分數(shù)表示的化學和礦物組成硫代鋁酸鹽水泥(SAC)、鐵鋁酸鹽水泥(FAC)和高鋁水泥。
化學組成
礦物組成
注C=CaO；S=SiO2；A=Al2O3；F=Fe2O3；S=SO3(1)=化學式4CaO,3Al2O3,CaSO4的硫代鋁酸鈣(2)=硅酸二鈣2CaO,SiO2(3)=硅酸三鈣3CaO,SiO2(4)=鋁酸三鈣3CaO,Al2O3(5)=鐵鋁酸鈣4CaO,Al2O3,Fe2O3(6)=石膏，天然無水石膏這些水泥的凝結、硬化和穩(wěn)定性等的保守性能總結如下-波特蘭水泥凝結較慢(≥6h)、初始強度低、在水的作用下增大強度、穩(wěn)定性尤其是耐硫酸鹽性能有時較差。-高鋁水泥快速凝結、高初始強度、穩(wěn)定性尤其是具有較高的耐硫酸鹽性能，但是伴隨水化轉化的穩(wěn)定性有時有問題，并且成本非常高。-硫代鋁酸鹽或鐵鋁酸鹽水泥(SAC或FAC)凝結相當快、初始強度相當高、在水的作用下增大強度、穩(wěn)定性尤其耐硫酸鹽性能非常高。
長期以來，已經作了許多嘗試把水泥和熟石膏結合起來，以便提供一種新型水硬性膠結劑，所述膠結劑結合或至少改良這兩種水硬性膠結劑的各種性能和優(yōu)點。這些實驗從未成功，主要由于這些成分之間的化學不相容性(Marc Nolhier,“Construire en Platre”[熟石膏建筑]，Harmattan出版1986,pp.160-161)。觀察到鈣釩石的出現(xiàn)，產生膨脹，影響力學性能，尤其是出現(xiàn)開裂的問題，并且化學反應會破壞混凝土中的金屬增強。
本發(fā)明的目的是提供新型水硬性膠結劑，能使硫酸鹽膠結劑和水泥的各自的優(yōu)點結合起來，并改善它們在某些領域中的弱點更特別的是凝結和硬化速度、非常早時的強度、穩(wěn)定性、在水中的性能。
更特別地，本發(fā)明的一個目的是提供一種新型膠結劑，能使已知的水泥型或硫酸鹽型(熟石膏)水硬性膠結劑壓縮時的初始機械強度增大。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)硫酸鹽水硬性膠結劑可以與某些種類的水泥混合賦予其初始性能。
更準確地，本發(fā)明提供一種制備一種水硬性膠結劑的方法，所述水硬性膠結劑特點在于至少把下列兩種膠結劑混合在一起a)第一種水硬性膠結劑，含有作為其主要成分之一的礦物化合物C4A3S；
b)一種硫酸鹽第二種膠結劑，基于通過對石膏進行熱處理獲得的半水石膏和/或無水石膏。
術語“所述第一種膠結劑的主要成分之一”是指所述第一種膠結劑至少含有10重量％的所述成分。
優(yōu)選地，所述第一種水硬性膠結劑含有礦物化合物C4A3S作為其主要成分。
含有礦物C4A3S作為其主要成分的水泥包括含有C4A3S作為其主要成分的SAC/FAC水泥，還包括以C4A3S作為其次要成分的貝利特水泥(50％-70％C2S和20％-40％C4A3S以及石膏組成的水泥)。
Su Muzhen、W.Jursowski和F.Sorrentino在“水泥化學第九屆國際會議非波特蘭水泥的進展”，新德里，1992，第317-354頁中描述了含有C4A3S作為其主要成分之一的其它水泥。
更特別地，所述第一種膠結劑是硫代鋁酸鹽或鐵鋁酸鹽熟料或水泥，包括其主要成分C4A3S、C2S和C4AF，對于所述水泥，包括天然無水石膏CaSO4或CaSO4·2H2O形式的石膏。
類似地，更特殊地，所述硫酸鹽膠結劑包括一種選自具有化學通式CaSO4·1/2H2O的α或β型半水石膏；分子式為CaSO4·εH2O的可溶性Ⅲ型無水石膏，其中ε在0-0.5范圍內，優(yōu)選在0.06-0.11范圍內；或分子式為CaSO4的Ⅱ型無水石膏或者所述半水石膏與無水石膏的混合物的化合物，作為其主要成分。
優(yōu)選地，所述硫酸鹽膠結劑包括一種可溶性Ⅲ型無水石膏和α或β型半水石膏，更優(yōu)選的是β型半水石膏的混合物。
當所述硫酸鹽膠結劑是Gypcement時，所述硫酸鹽膠結劑包括高于50％，優(yōu)選的是70％的可溶性Ⅲ型無水石膏。
當所述硫酸鹽膠結劑是一種α或β型熟石膏時，所述硫酸鹽膠結劑包括50％以上的α或β半水石膏。
在第一個實施方案中，在所述混合物中的所述硫酸鹽膠結劑的重量含量相對于所述第一種膠結劑的含量為小于或等于50/50。
在第二個實施方案中，在所述混合物中所述硫酸鹽膠結劑的重量含量相對于所述第一種膠結劑的含量大于50/50。
假定可溶性無水石膏和/或半水石膏的量小于或等于50％，含有熟料或硫代鋁酸鹽/鐵鋁酸鹽水泥(SAC或FAC)和可溶性無水石膏和/或半水石膏的膠結劑能使SAC或FAC水泥的性能改善，并且，如果SAC或FAC水泥或熟料的量等于或小于50％，所述膠結劑含有基于半水石膏(α或β熟石膏)或無水石膏的物質。一般來說，本發(fā)明的復合膠結劑產生下列主要特性-快速凝結和硬化，可以容易地在幾分鐘和幾小時之間調節(jié)；-高初始強度；-在某些濃度下改善SAC或FAC的強度；-對于所有基于可溶性無水石膏或半水石膏、熟石膏和Gypcement的產品，改善強度和在水中的性能；-在某些濃度下，在水中強度比在空氣中高，對于其他濃度，空氣中的強度高于在水中的強度；在50/50附近有一個最佳濃度，在所述濃度下，在空氣中和在水中的強度大致相當，并且所述強度高于SAC或FAC水泥本身的強度或者高于基于可溶性無水石膏或半水石膏的產品本身的強度。以及-改善的穩(wěn)定性，特別是改善抗硫酸鹽特性。
更特別地，在一個實施方案中，所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在5/95-50/50范圍內，更特別地在5/95-20/80范圍內。
更特別地，在另一個實施方案中，所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在50/50-95/5范圍內，更特別地在80/20-95/5范圍內。
一般來說，在5/95-20/80范圍內的比例比在20/80-50/50范圍內的比例對改善熟料或SAC/FAC水泥更有利。在80/20-95/5范圍內的比例比在50/50-80/20范圍內的比例對改善熟石膏或基于熟石膏和/或Ⅲ型無水石膏的產品更有利。
有利的是，在本發(fā)明的方法中，所述第一種膠結劑的天然石膏或天然無水石膏完全或部分由所述第二種膠結劑代替。
更特別地，在含有礦物化合物C4A3S作為其主成分之一的水泥中的天然石膏和/或天然無水石膏部分或全部被β-CaSO4·1/2H2O熟石膏或α-CaSO4·1/2H2O熟石膏或一種基于包括Gypcement的Ⅲ型水溶性無水石膏的產品或者一種基于死燒Ⅱ型無水石膏，或者一種含有石膏的上述變體的一種或多種作為主要成分的產品代替。
因此，本發(fā)明還提供一種可以通過本發(fā)明的方法獲得的水硬性膠結劑，特別地，提供一種膠結劑，特征在于在其主成分中含有a)一種礦物化合物C4A3S；b)一種化合物，包括一種α或β型的半水石膏，化學通式為CaSO4·1/2H2O，和/或化學通式為CaSO4·εH2O的Ⅲ型無水石膏，ε在0-0.5范圍內，優(yōu)選在0.06-0.11范圍內，或者分子式為CaSO4的Ⅱ型無水石膏。
本文所用的術語“所述水硬性膠結劑的主要成分”是指在所述水硬性膠結劑中的所述成分的總重量含量不小于5％，優(yōu)選至少10％，更優(yōu)選至少20％。
更特別地，所述水硬性膠結劑至少含有a)2.5重量％-95重量％的所述化合物C4A3S；b)2.5重量％-95重量％的所述半水石膏和/或無水石膏，優(yōu)選為Ⅲ型。
對于含有小于50％硫酸鹽膠結劑的混合物，所述水硬性膠結劑可以更特別地含有a)15重量％-75重量％的所述化合物C4A3S；b)5-50重量％的所述半水石膏和/或無水石膏，優(yōu)選為Ⅲ型。
對于含有大于50重量％硫酸鹽膠結劑的混合物，所述水硬性膠結劑可以更特別地含有a)5-35重量％的所述化合物C4A3S；b)25-95重量％的所述半水石膏和/或無水石膏，優(yōu)選為Ⅲ型。
在一個實施方案中，本發(fā)明的水硬性膠結劑中的C4A3S與C2S的重量比為1-5。
在一個實施方案中，所述半水石膏與無水石膏的重量比小于30/70，優(yōu)選小于15/85，更優(yōu)選小于10/90。
所述硫酸鹽膠結劑是基于Ⅲ型無水石膏的Gypcement時的水硬性膠結劑更特別地含有a)5-35重量％的所述化合物C4A3S；b)25-95重量％的可溶性Ⅲ型無水石膏。或者a)15-75重量％的所述化合物C4A3S；b)5-50重量％的可溶性Ⅲ型無水石膏。
更特別地，本發(fā)明的膠結劑包括礦物填料添加劑，選自礦渣、粉煤灰、火山灰、二氧化硅細灰、石灰石細粉、石灰、工業(yè)副產品、有機或無機性質的廢物。
本發(fā)明還提供用本發(fā)明的膠結劑制造的材料，優(yōu)選的是灰漿、混凝土、涂料、或漿料的形式，特別用于制造板、磚、煤渣磚、和刮板。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點在閱讀下列的實施例1-4將會更清楚。
材料和過程1)實施例1-4中所用的膠結劑Gypcement用含有3.5％雜質，顆粒尺寸小于100μm的硫化石膏制得。產品離開爐子的溫度是240℃，煅燒20分鐘。產品離開冷卻的溫度是20℃，冷卻用了2分鐘。
所得的產品含有80％穩(wěn)定的Ⅲ型或α型無水石膏，5％雜質，15％半水石膏。
2)實施例1-4中所用的熟石膏是β型熟石膏(Lafarge PrestiaSelecta)。
3)工業(yè)制造的硫代鋁酸鹽水泥對應于上面的表所示的組成范圍(55％-75％C4A3S、15％-30％C2S、3％-6％C4AF、10％-20％的天然無水石膏或石膏)。
4)在實施例1-4中，Rc=用標準EN-196.1“水泥試驗方法-部分1確定機械強度”測量的用兆帕表示的耐壓強度。
實施例1含有80％硫代鋁酸鹽水泥和20％的基于可溶性無水石膏的Gypcement或20％的普通熟石膏的兩種膠結劑得到表1所示的力學性能。用標準EN-196.1進行試驗。
表1組成為80％SAC+20％硫酸鹽膠結劑的混合物的機械強度
實施例2含有60％硫代鋁酸鹽水泥和40％的基于可溶性無水石膏的Gypcement或40％的普通熟石膏的兩種膠結劑得到表1所示的力學性能。用標準EN-196.1進行試驗。
表2含有60％SAC+40％硫酸鹽膠結劑的混合物的機械強度
實施例3一種由80％的基于可溶性無水石膏的Gypcement和20％硫代鋁酸鹽水泥制成的膠結劑得到表3所示的力學性能。在根據標準EN-196.1進行試驗過程中使用了0.05％緩凝劑和3％的稀釋劑。
實施例4兩種由70％的基于可溶性無水石膏的Gypcement或70％的普通熟石膏和30％硫代鋁酸鹽水泥制成的混合物在砂漿中用作膠結劑，所述砂漿含有35％的膠結劑+65％的EN196-1標準砂并且在下列條件下制備-干混30秒；-在30秒左右的時間內加水并保持緩慢攪拌；以及-緩慢混合90秒。
進行兩個系列的實驗1)水/膠結劑比例確定為0.7，所述砂漿的稠度是所用膠結劑的函數(shù)；2)把用SAC水泥的稠度調節(jié)到與參比試樣相匹配。
在表4a和4b分別給出了所述力學性能。
表4a:70％Gypcement+30％SAC混合物的機械強度(水/膠結劑=0.1，砂漿粘度可變)
表4b:70％Gycemend+30％SAC混合物的機械強度(相等粘度的砂漿，水/膠結劑比值可變)
實施例1-4的結果分析在實施例1和2中，所述混合物含有少于50％的Gypcement或熟石膏，可以看到與硫代鋁酸鹽水泥本身相比，力學性能明顯改善，包括非常早期的強度即在6小時時的強度和長期強度，與水泥本身和Gypcement或熟石膏本身構成的原料相比，表現(xiàn)出協(xié)同作用。
在實施例3和4(其中，Gypcement是所述混合物的主要成分)觀察到的Gypcement的力學性能的改善導致了非常有利的產品，其中，高的Gypcement含量不僅賦予短的凝結時間，而且具有良好的隔熱隔聲性能，以及低于水泥的成本。向Gypcement中添加硫代鋁酸鹽水泥或鐵鋁酸鹽水泥使Gypcement具有良好的水作用下的性能。
所以，用β-CaSO4·1/2H2O熟石膏或α-CaSO4·1/2H2O熟石膏或者一種基于Ⅲ型可溶性無水石膏包括Gypcement的產品，或一種基于死燒無水石膏的產品或一種以石膏的上述變體的一種或多種作為其主要成分的產品代替SAC或FAC水泥中的天然石膏和/或天然無水石膏的一些或全部是有利的。
類似地，向基于β-CaSO4·1/2H2O或α-CaSO4·1/2H2O熟石膏或者基于Ⅲ型可溶性無水石膏包括Gypcement的產品，或基于死燒無水石膏的產品，或以石膏的上述變體的一種或多種作為其主要成分的產品中加入熟料或SAC或FAC水泥也是有利的。
權利要求
1．一種制備水硬性膠結劑的方法，特征在于至少把下列兩種膠結劑混合在一起a)含有礦物化合物C4A3S作為主要成分的第一種水硬性膠結劑；b)一種基于通過對石膏進行熱處理獲得的半水石膏和/或無水石膏的硫酸鹽第二種膠結劑。
2．一種根據權利要求1的方法，特征在于所述第一種膠結劑是硫代鋁酸鹽或鐵鋁酸鹽熟料或水泥，包括主要礦物成分C4A3S、C2S和C4AF。
3．一種根據權利要求1或2的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑含有一種作為其主要成分的化合物，所述化合物選自化學通式為CaSO4·1/2H2O的α或β型半水石膏、通式為CaSO4·εH2O，其中ε在0-0.5范圍內，優(yōu)選在0.06-0.11范圍內的無水石膏、或分子式為CaSO4的Ⅱ型無水石膏，或者一種所述半水石膏和無水石膏的混合物。
4．一種根據權利要求3的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑含有一種可溶性Ⅲ型無水石膏和α或β型半水石膏的混合物
5．一種根據權利要求3或4的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑是一種含有大于50％，優(yōu)選70％的可溶性Ⅲ型無水石膏的膠結劑。
6．一種根據權利要求3或4的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑是一種含有大于50％α或β型半水石膏的膠結劑。
7．一種根據權利要求1-6的任一項的方法，特征在于在所述混合物中所述硫酸鹽膠結劑的重量含量相對于所述第一種膠結劑的含量小于或等于50/50。
8．一種根據權利要求1-6的任一項的方法，特征在于在所述混合物中所述硫酸鹽膠結劑的重量含量相對于所述第一種膠結劑的含量大于50/50。
9．一種根據權利要求7的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在5/95-50/50范圍內。
10．一種根據權利要求7的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在5/95-20/80范圍內。
11．一種根據權利要求8的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在50/50-95/5范圍內。
12．一種根據權利要求8的方法，特征在于所述硫酸鹽膠結劑與所述第一種膠結劑的重量比在80/20-95/5范圍內。
13．一種根據前面任一項權利要求的方法，特征在于所述第一種膠結劑的天然石膏或天然無水石膏全部或部分被所述第二種膠結劑代替。
14．一種可以通過權利要求1-13的任一項的方法獲得的水硬性膠結劑。
15．一種根據權利要求14的膠結劑，特征在于其主要成分包括a)一種礦物化合物C4A3S；b)一種化合物，包括化學通式為CaSO4·1/2H2O的α或β型半水石膏和/或化學通式為CaSO4·εH2O，其中ε在0-0.5范圍內，優(yōu)選在0.06-0.11范圍內的無水石膏、或分子式為CaSO4的Ⅱ型無水石膏。
16．一種根據權利要求15的水硬性膠結劑，特征在于它至少含有a)2.5-95重量％的所述化合物C4A3S；b)2.5-95重量％的所述半水石膏和/或無水石膏，優(yōu)選為Ⅲ型。
17．一種根據權利要求16的水硬性膠結劑，特征在于它含有a)15-75重量％的所述化合物C4A3S；b)5-50重量％的所述半水石膏和/或無水石膏。
18．一種根據權利要求16的水硬性膠結劑，特征在于它含有a)5-35重量％的所述化合物C4A3S；b)25-95重量％的所述半水石膏和/或無水石膏。
19．一種根據權利要求14-18的任一項的水硬性膠結劑，特征在于其C4A3S與C2S的重量比為1-5。
20．一種根據權利要求14-19的任一項的膠結劑，特征在于所述半水石膏與所述無水石膏的重量比小于30/70，優(yōu)選小于15/85，更優(yōu)選小于10/90。
21．一種根據權利要求17的水硬性膠結劑，特征在于它含有a)15-75重量％的所述化合物C4A3S；b)5-50重量％的可溶性Ⅲ型無水石膏。
22．一種根據權利要求18的膠結劑，特征在于它含有a)5-35重量％的所述化合物C4A3S；b)25-95重量％的可溶性Ⅲ型無水石膏。
23．一種根據權利要求14-22的任一項的水硬性膠結劑，特征在于它含有礦物填料添加劑，選自礦渣、粉煤灰、火山灰、二氧化硅細灰、石灰石細粉、石灰、工業(yè)副產品、有機或無機性質的廢物。
24．用根據權利要求14-23的任一項的膠結劑制造的材料，優(yōu)選的是砂漿、混凝土、涂料、或漿料的形式。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種制備水硬性膠結劑的方法，特征在于至少把下列兩種膠結劑混合在一起a)含有礦物化合物C
文檔編號C04B28/00GK1316396SQ0012023
公開日2001年10月10日 申請日期2000年7月17日 優(yōu)先權日2000年4月5日
發(fā)明者李觀書, H·霍奈恩, J·考特里爾 申請人:國際動力工業(yè)公司