專利名稱：：不依賴石灰的粘性混合物的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及不依賴石灰的粘性混合物和形成不依賴含有煅燒的石灰的混凝土的方法。本發(fā)明尤其涉及用于其中石灰基的粘性混合物易于腐蝕的應(yīng)用中的、基本上不含石灰的粘性混合物。本發(fā)明還涉及粘性混合物，該粘性混合物在固化后能有助于顯著改善對(duì)于嵌入在混凝土中的鐵基加強(qiáng)元素的腐蝕。在本領(lǐng)域中，術(shù)語"水泥"和"混凝土"用得不嚴(yán)格。在本說明書中，除非上下文要求不同，術(shù)語"水泥"是指被活化形成混凝土之前的混合在一起的粉狀組分；除非上下文要求不同，術(shù)語"混凝土"是指在加水后會(huì)凝固的包括水泥的復(fù)合材料及其凝固后的材料。混凝土通常也包括聚集體和與水混合以形成復(fù)合材料的水泥粘合劑。
背景技術(shù)：
：傳統(tǒng)的粘性混合物(cementitiousmixture)含有粘結(jié)其它組分或與其它組分粘結(jié)形成混凝土的煅燒的石灰和/或其它類似的凝硬性材料。波特蘭水泥是用于形成通常被強(qiáng)化的結(jié)構(gòu)混凝土的最常用的普通水泥。石灰是水泥中最普通組分，波特蘭水泥一般由石灰石、粘土和石膏形成。盡管石膏是硫磺化合物，然而，混凝土中的石灰可能與硫磺材料或亞硫材料起化學(xué)反應(yīng)。結(jié)果，在一些情況下，存在煅燒的石灰可能對(duì)在配方中含有煅燒的石灰的混凝土的結(jié)構(gòu)的完整性有不利影響。傳統(tǒng)的粘性混合物涉及堿土金屬化合物。石灰很久就被使用，然而已提議將氧化鎂水泥通過氯氧化鎂(magnesiumoxychloride)用于礦物物質(zhì)、植物物質(zhì)或動(dòng)物物質(zhì)的凝聚、聚集、硬化和模塑。最近的發(fā)展建議將氧化鎂與金屬氧化物和金屬磷酸鹽混合。然而，被建議的氧化物只是鐵的氧化物。本發(fā)明的目的是提供不依賴石灰的粘性混合物和由基本上不含煅燒的石灰的粘性混合物形成混凝土的方法，所述基本上不含煅燒的石灰的粘性混合物至少能減輕上述現(xiàn)有技術(shù)的問題。本發(fā)明的其它目的和優(yōu)點(diǎn)通過下文的描述將變得更明顯。
發(fā)明內(nèi)容根據(jù)上文的描述，一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子(megalithicmolecular)。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬磷酸鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬磷酸鹽能與氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬硝酸鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬硝酸鹽能與氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽以及一種或多種鎂和/或鋁非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽以及鎂和/或鋁非氯化物能與氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬鹽能與氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽以及一種或多種鎂和/或鋁非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽以及一種或多種鎂和/或鋁非氯化物鹽能與氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。氧化鐵組分優(yōu)選選自包括鐵燧巖(taconite)、磁鐵礦和赤鐵礦(hematite)的鐵礦石和選自鐵鱗(millscale)和鐵銹(millrust)及來自鋁土礦(bauxite)的赤泥。氧化鐵組分優(yōu)選是煅燒的。氧化鐵組分的含量?jī)?yōu)選為占混合物重量的20-50重量％。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。另一方面，本發(fā)明一般涉及不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽以及一種或多種鎂和/或鋁非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽及鎂和/或鋁非氯化物鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。所述非氯化物鹽優(yōu)選為鎂和鋁非氯化物鹽。以這種型式，可以含有鋁非氯化物鹽。硅酸鹽組分優(yōu)選可以含有偏硅酸鋯(metazireoniumsilicate)。硅酸鹽組分優(yōu)選含有硅酸鋁鎂。所述混合物優(yōu)選含有5-30重量％的碳酸鎂和氧化鎂(含或不含鈣成分)，以及含有10-60重量％的氧化鋁。所述混合物優(yōu)選含有上文中所述的硅酸鹽組分，且含有10-30%的偏硅酸鋯和5-20%其它火山灰。所述材料優(yōu)選選自礦物礦如菱鎂礦、水鎂石、鋁土礦和/或高嶺土。所述混合物優(yōu)選含有1-25%的十水硼酸鈉和10-25%的銨、鈣和/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽，所述銨、鈣和/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽己被1-5%的二硬脂酸鎂(magnesiumdistearate)鹽螯合。所述活化劑優(yōu)選含有硫酸鎂、硫酸鋁、氟硅酸鎂、氯化鈉、氯化鈣、氯化鐵和/或氯化鎂。所述組分和活化劑應(yīng)當(dāng)理解為是粉碎和/或磨碎成適于制備混凝土的大小。據(jù)認(rèn)為，當(dāng)向干混合物中加入水共活化時(shí)，氧化鐵和/或硅酸鹽組分與活化劑之間通過復(fù)分解作用或類似作用可以形成一種或多種巨石分子，然而，本發(fā)明并不一定局限于經(jīng)歷這種過程的混合物。氧化鐵組分可以選自鐵礦石，如鐵燧巖、磁鐵礦和赤鐵礦等，也可以選自軋制鐵鱗或軋制鐵銹及來自在精煉氧化鋁時(shí)可以提取鋁土礦的赤泥等。所述鐵礦石可以選自比制備鐵和鋼要求低的低級(jí)礦。如果需要的話，所述原料可以是被煅燒的。硅酸鹽組分優(yōu)選含有偏硅酸鋯，但也可以含有例如有助于硬化和/或強(qiáng)化混凝土的其它火山灰，如二氧化硅煙霧。還可以含有其它硅酸鎂鋁鹽。以這種型式，所述氧化鐵組分的含量為所述混合物重量的20-50重量％，所述硅酸鹽組分優(yōu)選含有10-30%的偏硅酸鋯和5-20%的其它火山灰。所述混合物還優(yōu)選含有5-30%的碳酸鎂和氧化鎂(含或不含鈣成分)，以及含有10-60%的氧化鋁。這些原料優(yōu)選選自礦物礦，如菱鎂礦、滑石、水鎂石和/或高嶺土。據(jù)認(rèn)為，使用飄塵作為鋁成分可能有益，因?yàn)轱h塵細(xì)且含有二氧化硅。飄塵如存在"底部"的飄塵中的UBC(未燃燒的碳)成分可能也能有助于提高本發(fā)明形成的混凝土的強(qiáng)度和/或硬度。其它的硅酸鎂鋁可以來自其它廢物流(wastestream)和/或不同的礦體，且以合適的成分比例加入或提供到所述混合物中。以進(jìn)一步優(yōu)選的型式，所述混合物含有1-25%的十水硼酸鈉和10-25%的銨、鈣禾B/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽，所述銨、鈣和/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽已被1-5%的二硬脂酸鎂鹽螯合。也可以使用其它的金屬硬脂酸鹽，且期望不同的金屬硬脂酸鹽可能具有不同的鰲合效果。所述活化劑可以含有硫酸鎂、硫酸鋁、氟硅酸鎂、氯化鈉、氯化鈣、氯化鐵和/或氯化鎂?？梢院蟹磻?yīng)抑制劑(reactionretardingagent)，如草酸、酒石酸和/或四硼酸鈉，以減慢所述混凝土的固化。所述抑制劑也可以選自磺酸萘和磺酸三聚氰胺超塑化劑(superplasticisers)。也可以通過含有基于丙烯酸聚碳酸酯(acrylicacidpolycarbonate)的超塑化劑實(shí)現(xiàn)潤(rùn)濕和/或塑化。具體實(shí)施方式為了使本發(fā)明更易于理解并使產(chǎn)生實(shí)際效果，參考實(shí)施例說明本發(fā)明，所述實(shí)施例是本發(fā)明的一種或多種優(yōu)選的型式。在所述實(shí)施例中，檢測(cè)了不基于鈣的粘性混合物。然而，少量的石灰可以認(rèn)為是可以接受的污染物，或者可以使用石灰石作為增聚劑(aggregateextender)。有兩種不含石灰石的粘性混合物-基于氧化鐵的粘性混合物和基于硅酸鹽的粘性混合物。有兩種制備方法-間歇式預(yù)處理金屬氧化物或煅燒和粉碎。根據(jù)選擇的活化劑-磷酸鹽、硫酸鹽或氯化物，采用三種不同的活化方法。實(shí)施例系列1-氧化鐵粘性混合物該系列中第一個(gè)實(shí)施例是采用下述組分配制的以銼屑和粉狀的金屬鐵作為Fe;以鐵礦(磁鐵礦)和廢物流鐵鱗為Fe304;以鐵礦(赤鐵礦)和工業(yè)廢物流為Fe203;以正磷酸鐵為Fe3P04;以三氯化鐵為FeCl3;以廢物流無定形硅酸鋯為ZrSi02;以粉碎的二氧化硅和/或(無定形)二氧化硅煙霧為SiO"以鋁土礦\白云石2、高嶺土3和廢物流飄塵4(底灰是合適的)為A1203;以磷酸二氫鉀A'、磷酸二氫銨"、磷酸銨二磷酸鈉\磷酸鋅磷酸鋯\正磷酸鐵"和磷酸鹽巖石i為H3P04;以硫酸銨'、硫酸二銨2和七水硫酸鐵3為H2S04;以碳酸氫鈉或碳酸氫鉀為H2C03;以乙二酸(草酸)為COOHCOOH;以酒石酸為COOHCH(OH)CH(OH)COOH;以菱鎂礦"、煅燒的MgO"、僵燒的MgO"和電熔融的MgO"為MgO;以六水六氟硅酸鎂為MgSiF6;以十八烷酸鎂十八烷酸(octadecanoicmagnesiumstearicacid)為Mg(C18H3502)2;以六水氯化鎂為MgCl2;以十水四硼酸鈉為出28407;固化時(shí)間控制結(jié)合使用四個(gè)階段的氧化鎂以控制固化速度和有助于發(fā)展高早期強(qiáng)度，其方式大致與結(jié)合使用CaS04和C3A活化鈣基水泥的方式相同。碳酸鎂、苛性氧化鎂(causticmagnesia)或煅燒的鎂導(dǎo)致在30秒鐘到5分鐘內(nèi)開始固化。僵燒的鎂延長(zhǎng)固化時(shí)間30分鐘到4小時(shí)。電熔融鎂或部分的電熔融鎂控制固化時(shí)間為5-30分鐘?；罨瘎┬枰呋瘎┗蛞l(fā)劑以刺激產(chǎn)生聚合反應(yīng)、膠凝和/或結(jié)晶所需的反應(yīng)(一般為放熱反應(yīng))，所述聚合反應(yīng)、膠凝和/或結(jié)晶導(dǎo)致原料形成硬的整塊。由于同樣的原因，將石膏加入到含鈣水泥中，所述實(shí)施例的水泥可以被MgO、ZnO或PbO和KP04、NHP04、A12(S04)3、MgCl2、FeP04、FeCl3、NaB04的結(jié)合引發(fā)。粘合力/流變力的改性劑進(jìn)一步的固化時(shí)間延長(zhǎng)劑(settimeextender)包括Na2B407、MgSiF6、&(:204和C4H606，然而這些成分也改變粘合和流變性能，因此可調(diào)配成適于各種應(yīng)用。粘合力/流變力的改性劑可以下列范圍(重量)存在Na2B407:0-25%;MgSiF6:0-25%;H2C204:0-10%;C4H606:0-10%根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)一系列的"鐵基水泥"配方，每一個(gè)測(cè)試被指定一個(gè)測(cè)試號(hào)"Fe8-XXa"，其中"XXa"是指測(cè)試編號(hào)，"a"是指所使用的引發(fā)劑的種類，"p"是指磷酸鹽，"s"是指硫酸鹽和"c"是指氯化物。在下文中開始測(cè)試。Fe8陽00p成分<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>方法用精度為0.01克的天平稱量干組分并將稱出的干組分放入混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到混合物變得具有可塑性。然后將混合物再攪拌3分鐘。將燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到模型中使其固化4小時(shí)，以形成鐵基水泥測(cè)試塊"Fe8-00p"，然后脫膜。結(jié)果在開始15分鐘內(nèi)，開始膠凝，由于(可替代的)MgO"的含量導(dǎo)致固化加速，因此觀察到少量放熱。在3天的觀察期期間，測(cè)試塊"Fe8-00p"獲得很高的強(qiáng)度并表現(xiàn)出很高的磁吸引力。沒有觀察到收縮。結(jié)論由于能夠控制所述水泥的固化速度，因此應(yīng)當(dāng)可能制備具有短最佳強(qiáng)度次數(shù)(shortoptimumstrengthtimes)的極高強(qiáng)度水泥。可以通過可獲得的高密度進(jìn)一步提高其它的特性，如防水性、耐硫酸鹽和氯化物的特性。Fe304(磁鐵礦)可以被Fe203(赤鐵礦)替代，然而發(fā)現(xiàn)，少量的Fe(鐵)有助于使固化的結(jié)構(gòu)稠密。Fe的含量范圍是0-5X。測(cè)試下述配方已減少到只含活性成分，這樣做是為了確定能獲得固化反應(yīng)并保持最初目的的特性的數(shù)量范圍(+&—)。需要注意的是所述固化出現(xiàn)在權(quán)利要求的參數(shù)之外，但僅適于廢污泥的固化，如基于工業(yè)廢物的油漆或其它聚合物粘性物。Fe8-01p低含量鐵和低含量引發(fā)劑成分組分含量(重量％)Fe30420A120360、'HP0410MgO10忌、里.濯方法用精度為0.01克的天平稱量干組分并將稱出的千組分放入混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到混合物變得具有可塑性。然后將混合物再攪拌3分鐘。將燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到模型中并在脫膜前使其固化4小時(shí)。結(jié)果加入額外的水以補(bǔ)償飄塵的吸水性，但沒有觀察到流失。在固化過程中沒有觀察到放熱。在接著的3天中的，"測(cè)試Fe8-01p"保持在低但緩慢獲得強(qiáng)度的狀態(tài)，并表現(xiàn)出輕微的磁吸引力。結(jié)論以飄塵形式的AlSi02是優(yōu)異的火山灰，當(dāng)以飄塵形式的AlSi02與水泥的其它組分混合時(shí)能夠成為水泥成分。盡管這種材料在本發(fā)明的粘性混合物中表現(xiàn)出一致性，但應(yīng)當(dāng)理解為含有這種材料需要增加水量，且在氧化鐵組分中含量高時(shí)，隨后發(fā)展為低強(qiáng)度。這個(gè)問題可以通過使用合適的增塑劑解決，所述合適的可塑劑如能產(chǎn)生空間位阻而不是通過磺化冷凝物產(chǎn)生的靜電排斥的碳酸酯化的丙烯酸共聚物。Fe8-02D高含量鐵和低含量引發(fā)劑成分:<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>方法用精度為0.01克的天平稱量干組分并將稱出的干組分放入混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到混合物變得具有可塑性。然后將混合物再攪拌3分鐘。將燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到模型中并在脫膜前使其固化4小時(shí)。結(jié)果在固化過程中沒有明顯地放熱。在3天中的觀察中，"測(cè)試Fe8-02p"在第一天維持低的強(qiáng)度，在隨后兩天中很快獲得強(qiáng)度，并表現(xiàn)出很高的磁吸引力。表面稍為粉末狀，表明在初始固化前Fe304的量多于Fe304能反應(yīng)的量。結(jié)論Fe304是一種有效的水泥形成成分，然而，如果需要的膠凝時(shí)間少于15分鐘，則需要較多量的HP04和MgO復(fù)合引發(fā)劑。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>方法用精度為0.01克的天平稱量干組分并將稱出的干組分放入混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到混合物變得具有可塑性。然后將混合物再攪拌3分鐘。將燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到模型中并在脫膜前使其固化4小時(shí)。結(jié)果"測(cè)試Fe8-03s"在IO分鐘內(nèi)膠凝，迅速固化且稍微但可觀察到放熱。在幾個(gè)小時(shí)內(nèi)具有很高的強(qiáng)度并表現(xiàn)出很高的磁吸引力。結(jié)論硫酸鹽與磷酸鹽一樣能有效引發(fā)固化。盡管沒有比較二者的固化時(shí)間，然而，用硫酸鹽作為固化引發(fā)劑引發(fā)的固化產(chǎn)物的強(qiáng)度和磁吸引力仍然很高。(這還表明接觸以氣態(tài)或水溶液形式的外加硫酸鹽可以強(qiáng)化或表面硬化由所述水泥制成的化合物或混凝土。)實(shí)施例系列2-硅酸鋯粘性混合物基于硅酸鋯的水泥具有相當(dāng)高的耐火性能、高粘性、高彎曲性和高壓縮強(qiáng)度。例如，可用于熔爐和爐膛(firebox)襯。由于具有高耐酸性，所述水泥可以制成泡沫狀并用作爐膛襯的中間絕緣層及硬表面層。也可以用碳纖維強(qiáng)化，并用做機(jī)器的防火薄層外殼或面板、火爐、工作臺(tái)等。a、批量預(yù)處理下述配方中所示的金屬氧化物，或b、通過類似基于石灰石的水泥的方法煅燒所述組分并將它們混合到一起進(jìn)行粉碎而制備。粉碎能提供更好的細(xì)度或更大的表面積，從而制成更有效的粘結(jié)劑。煅燒的磷酸鹽通常產(chǎn)生活性更高的焦磷酸鹽。配方師可以選擇在煅燒時(shí)含有磷酸鹽或在粉碎后加入磷酸鹽。為了降低在儲(chǔ)存時(shí)吸濕反應(yīng)的可能性，加入Mg(C18H3502)2(十八烷酸鎂十八垸酸)。這也可以提高粘合力和可使用性。硅酸鋯水泥測(cè)試配方根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)，檢測(cè)一系列的"硅酸鋯水泥"配方，每一個(gè)測(cè)試被指定一個(gè)測(cè)試號(hào)"Zrx-XXa"，其中，"x"是表示序列中的子集的數(shù)，"XX"是指測(cè)試號(hào)，和"a"是指所使用的引發(fā)劑的種類，"p"是指磷酸鹽，"pp"是指磷酸鹽-焦磷酸鹽"s"是指硫酸鹽和"c"是指氯化物。在下文中開始測(cè)試。Zr3-00p成分<table>tableseeoriginaldocumentpage21</column></row><table>方法用精度為0.01克的天平稱量干組分并將稱出的干組分放入混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到混合物變得具有可塑性。然后將混合物再攪拌3分鐘。將燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到模型中并在脫膜前使其固化4小時(shí)。結(jié)果在開始15分鐘內(nèi)，開始膠凝，由于(可替代的)MgO"的含量導(dǎo)致固化加速，因此觀察到少量放熱。超過3天的觀察期后，"測(cè)試Zr3-00a"獲得很高的強(qiáng)度。結(jié)論因?yàn)槟軌蚩刂扑鏊嗟墓袒俣?，因而?yīng)當(dāng)可能制備具有短最佳高早期強(qiáng)度時(shí)間的高強(qiáng)度混凝土?？梢酝ㄟ^可獲得的高密度提高其它的特性，如refractory和防水性、耐硫酸鹽和氯化物的特性。Zr5-00pp泡沫成分<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage23</column></row><table>方法用精度為0.01克的天平稱量各混合物的干組分并將稱出的干組分分別放入不同的混合燒杯中。用木制的平勺將水和干組分混合，直到各混合物變得足以流到模子中。然后將各混合物再攪拌60秒鐘。將每個(gè)燒杯中的成分轉(zhuǎn)移到不同的模型中并在脫膜前使其固化4小時(shí)。結(jié)果在此期間一直緩慢放熱。盡管泡沫結(jié)構(gòu)大大降低了樣品的密度，但是兩個(gè)樣品仍然保持高強(qiáng)度。結(jié)論由于硅酸鋯泡沫型水泥具有相當(dāng)高的耐火性能和粘性，它可用于防火噴射應(yīng)用中以隔熱。本發(fā)明的鐵基泡沫型水泥也具有高強(qiáng)度的性質(zhì)，但由于鐵的熔點(diǎn)溫度低，它可能僅適于低于約80(TC下的耐火性的應(yīng)用。它還可以在不需要高壓鍋的情況下用于充氣混凝土塊材和面板的制造中。本發(fā)明的粘性混合物可選擇性地用于普通目的的水泥(普通波特蘭水泥-OPC)中制備混凝土，也可以利用其獨(dú)特的性質(zhì)用于特殊的應(yīng)用。例如，通常應(yīng)用于礦業(yè)和土木建筑。尤其是包括例如地下和水下的結(jié)構(gòu)、地基、基腳和柱臺(tái)的應(yīng)用中，也用于極端的化學(xué)和氣體環(huán)境下，如燃料電池、污水處理廠和屠宰場(chǎng)。所述粘性混合物還可以應(yīng)用于需要高磁吸引力和低電位的工業(yè)地板和人行道。目前，暫時(shí)機(jī)器錨定的新發(fā)展，包括機(jī)器人的水平和垂直運(yùn)動(dòng)，將可能使用所述鐵基水泥。由于能壓成任何薄壁形狀，它適合用于纖維強(qiáng)化擠壓。因?yàn)?耐堿性的"玻璃纖維的需求被消除，所以玻璃強(qiáng)化混凝土的應(yīng)用可能有益。由于它的粘合性、高粘結(jié)性能，所述水泥將更適于噴霧方面(噴混凝土-壓力噴漿(shotcrete-gunite))的應(yīng)用。盡管參照具體的實(shí)施例己對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明可以包括在本文提出的發(fā)明范圍內(nèi)的其它的形式及它們的仝土入土口CTo權(quán)利要求1、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。2、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬磷酸鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬磷酸鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。3、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種金屬硝酸鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬硝酸鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。4、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。5、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽及一種或多種鎂和鋁非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽及鎂和鋁非氯化物鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。6、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有-含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬鹽能與所述氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。7、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。8、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與所述氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。9、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽和一種或多種非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽和非氯化物鹽能與所述氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。10、根據(jù)權(quán)利要求9所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述非氯化物鹽選自鎂和鋁非氯化物鹽。11、根據(jù)權(quán)利要求1-10中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述氧化鐵組分選自包括鐵燧巖、磁鐵礦和赤鐵礦的鐵礦石和選自鐵鱗、鐵銹及來自鋁土礦的赤泥。12、根據(jù)權(quán)利要求1-11中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述氧化鐵組分是煅燒的。13、根據(jù)權(quán)利要求1-12中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述氧化鐵組分占所述混合物重量的20-50重量％。14、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。15、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。16、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒l^l^m的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。17、一種不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種非堿土金屬鹽及一種或多種鎂和鋁非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽及鎂和鋁非氯化物鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。18、根據(jù)權(quán)利要求14-17中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述硅酸鹽組分含有偏硅酸鋯。19、根據(jù)權(quán)利要求14-18中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述硅酸鹽組分含有硅酸鎂鋁。20、根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有5-30%的碳酸鎂和氧化鎂(含或不含鈣成分)，以及含有10-60%的氧化鋁。21、根據(jù)權(quán)利要求1-5中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，該粘性混合物含有根據(jù)權(quán)利要求14-17中任意一項(xiàng)所述的硅酸鹽組分，其中，所述硅酸鹽組分含有10-30%的偏硅酸鋯和5-20%的其它火山灰。22、根據(jù)權(quán)利要求21所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，各材料選自如菱鎂礦、水鎂石、白云石、鋁土礦和/或高嶺土的礦物礦。23、根據(jù)權(quán)利要求22所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，該混合物含有1-25%的十水硼酸鈉和10-25%的銨、鈣和/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽，所述銨、鈣和/或鉀的硝酸鹽和/或磷酸鹽已被1-5%的二硬脂酸鎂鹽螯合。24、根據(jù)上述權(quán)利要求中任意一項(xiàng)所述的不依賴石灰的粘性混合物，其中，所述活化劑含有硫酸鎂、硫酸銨、氟硅酸鎂、氯化鈉、氯化鈣、氯化鐵和/或氯化鎂。25、一種形成不依賴石灰的粘性混合物的方法，該方法包括提供含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；和將所述氧化鐵組分與選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑混合，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子。26、一種形成不依賴石灰的粘性混合物的方法，該方法包括提供含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和將所述硅酸鹽組分與選自一種或多種非堿土金屬鹽的活化劑混合，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述非堿土金屬鹽能與所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。27、一種形成不依賴石灰的粘性混合物的方法，該方法包括提供含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分和含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和將所述氧化鐵組分和硅酸鹽組分與選自一種或多種金屬鹽的活化劑混合，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬鹽能與所述氧化鐵組分和/或硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。全文摘要一種不依賴石灰的粘性混合物，該混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的鐵氧化物組分；和活化劑。所述活化劑選自一種或多種金屬非氯化物鹽，所述金屬非氯化物鹽包括金屬磷酸鹽和金屬硝酸鹽或非堿土金屬鹽。所述活化劑還選自當(dāng)用水共活化時(shí)，能與所述氧化鐵組分形成一種或多種巨石分子的物質(zhì)。一種不依賴石灰的粘性混合物，該混合物含有含有一種或多種鐵的氧化物的氧化鐵組分；含有一種或多種煅燒的金屬硅酸鹽的硅酸鹽組分；和選自一種或多種金屬非氯化物鹽的活化劑，當(dāng)用水共活化時(shí)，所述金屬非氯化物鹽能與所述氧化鐵和/或所述硅酸鹽組分形成一種或多種巨石分子。文檔編號(hào)C04B20/06GK101238078SQ200680029270公開日2008年8月6日申請(qǐng)日期2006年8月11日優(yōu)先權(quán)日2005年8月12日發(fā)明者M(jìn)·道森申請(qǐng)人:M·道森