專利名稱：用于以貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料為基礎的水硬粘合劑的添加劑的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包含貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)以及至少一種多羧酸或其鹽的組合物、其用于制備水硬粘合劑的用途、包含所述熟料的水泥以及多羧酸或其鹽用于增加水硬粘合劑的機械強度的用途。
背景技術：
BCSAF熟料是具有低含量的阿利特或不含阿利特的熟料，阿利特是常規(guī)卜特蘭型熟料的礦物學相中的一種。阿利特是三硅酸鈣(Ca3SiO5)的不純凈形式，其傳統(tǒng)符號是(^。對于本發(fā)明的說明書的剩余部分，除另有明確規(guī)定以外，將使用下列縮寫符號來指定水泥的礦物學組分-C 代表 CaO (石灰)，-A 代表 Al2O3 (礬土 )，-F 代表 Fii2O3,-S 代表 SiO2 (硅土)，-$ 代表 SO3,-H 代表 H2O (水)。這些BCSAF熟料具有更多的優(yōu)勢與卜特蘭型熟料的生產相比，大幅度減少了(X)2 的排放。實業(yè)家們已經由這些BCSAF熟料開發(fā)出水泥，它們是BCSAF水泥。然而，基于BCSAF熟料來制備BCSAF水泥已成必然，對于等量的熟料而言，所述 BCSAF水泥的機械強度得以提高。此外，在BCSAF水泥的制備過程中，通常向所述BCSAF熟料中加入石灰?guī)r(通常被稱為石灰?guī)r填料(CaCO3))。此石灰?guī)r使得有可能減少所述水泥中的熟料量，并因此減少(X)2 的排放。然而，石灰?guī)r的劣勢在于具有較低的水硬性，并且還減緩了所述BCSAF水泥在凝固之后的機械強度變化。因此，本發(fā)明想要解決的問題是尋找一種使包含或不含石灰?guī)r的BCSAF水泥在凝固之后的機械強度獲取過程得以改進的方法。

發(fā)明內容
出人意料的是，發(fā)明人已經證明，有可能將至少一種多羧酸或其鹽與BCSAF熟料混合，同時保持和/或增加所述機械強度，特別是長期機械強度( 天)。為此目的，本發(fā)明提供一種組合物，以相對于所述組合物總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，-0.01至3%的多羧酸或其鹽，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團；和-97至99. 99 %的貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)，以相對于BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，■ 5至30%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X為0. 2至0. 8 ；■ 10 至的硫鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，
■ 40 至 75 % 的貝利特(C2S)，■ 0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%。本發(fā)明還涉及一種水泥，其至少包含-30至99. 9%的如前所述的組合物；和-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0.1至40%的硫酸鈣；-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0.1至70%的礦物外加劑。本發(fā)明還涉及至少包含BCSAF水泥和至少一種多羧酸或其鹽的混凝土或砂漿，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。本發(fā)明還涉及至少一種多羧酸或其鹽用于增加BCSAF水泥在凝固之后的機械強度的用途，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。最后，本發(fā)明還涉及一種用于制備混凝土或砂漿的方法，該方法包含將BCSAF水泥與集料、水、至少一種多羧酸或其鹽以及任選的添加劑混合的步驟，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。本發(fā)明提供至少一種如下所述的確定優(yōu)勢。有利地，根據(jù)本發(fā)明的水泥的長期機械強度高，特別是在觀天之后。本發(fā)明提供的優(yōu)勢在于，所述BCSAF熟料能夠與石灰?guī)r混合，從而減少所述水泥中的熟料量，而不減緩機械強度的獲取過程，或者不喪失所述水泥在凝固之后的機械強度。本發(fā)明提供的另一優(yōu)勢在于，根據(jù)本發(fā)明使用的多羧酸進一步允許BCSAF水泥漿流態(tài)化。本發(fā)明提供的另一優(yōu)勢在于，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物滿足或超過了當前的現(xiàn)代混凝土應用所需的性能。最后，本發(fā)明具有能夠被用于所有行業(yè)的優(yōu)勢，特別是用于建筑業(yè)、水泥業(yè)和所有建筑市場(建筑物、土木工程或預制工廠)。
具體實施例方式在閱讀以下純粹用于說明性和非限制性目的的說明和實施例之后，本發(fā)明的其他優(yōu)勢和特性將會顯而易見。根據(jù)本發(fā)明，“水硬粘合劑”的表述理解為具有在水存在的條件下發(fā)生水合并且其水合過程使得有可能獲得具有機械特性的固體的性質的任何化合物。根據(jù)本發(fā)明的所述水硬粘合劑可以特別地為水泥。術語“混凝土”，理解為水硬粘合劑、集料、水、任選的添加劑和任選的礦物外加劑
的混合物，例如高效混凝土、極高效混凝土、自澆混凝土、自平混凝土、自壓混凝土、纖維混凝土、預拌混凝土或彩色混凝土。術語“混凝土”還理解為用于飾面工序的混凝土，例如石錘修琢混凝土、經曝露或經水洗的混凝土或經拋光的混凝土。根據(jù)此定義，還理解成預應力
4混凝土。術語“混凝土”包括砂漿，在這種具體情況下，混凝土包含水硬粘合劑、砂、水和任選的添加劑以及任選的礦物外加劑的混合物。根據(jù)本發(fā)明的術語“混凝土”不嚴格地指新拌混凝土或經硬化的混凝土。根據(jù)本發(fā)明，術語“集料”理解為建筑中使用的顆粒材料，如法國標準XP P18-545 中所定義的，所述顆粒材料可以是天然的、人造的或回收利用的。作為集料的實例，可提及礫石、細沙礫、輕集料和/或人造集料。根據(jù)本發(fā)明，“礦物外加劑”的表述理解為礦渣(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落 5. 2. 2中所定義的)、煉鋼工業(yè)礦渣、火山灰材料(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 3 中所定義的)、飄塵(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 4中所定義的)、焙燒頁巖(如 “水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 5中所定義的)、石灰?guī)r(如“水泥”標準NF EN 197-1， 段落5. 2. 6中所定義的)或硅灰(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 7中所定義的) 或其混合物。根據(jù)本發(fā)明，術語“熟料”理解為由混合物(生料)經過燒成(熟料燒結)之后獲得的產物，除了其他情況以外，該混合物由例如石灰?guī)r和例如粘土組成。根據(jù)本發(fā)明，“卜特蘭水泥”的表述理解為根據(jù)“水泥”標準NF EN197-1的CEM I、 CEM II、CEM III、CEM IV 或 CEM V 型水泥。根據(jù)本發(fā)明，“卜特蘭熟料”的表述理解為如“水泥”標準NF EN 197-1所定義的熟料。根據(jù)本發(fā)明，縮略語“BCSAF”理解為貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽。根據(jù)本發(fā)明，“BCSAF水泥”的表述理解為至少包含一種BCSAF熟料和至少一種硫酸鈣源的水泥。根據(jù)本發(fā)明，術語“BCSAF熟料”理解為可以根據(jù)WO 2006/018569專利申請所描述的方法獲得的熟料，或者理解為如下的熟料以相對于BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示，該熟料至少包含■ 5至30%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X為0. 2至0. 8 ；■ 10 至的硫鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，■ 40 至 75 % 的貝利特(C2S)，■ 0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%。根據(jù)本發(fā)明，術語“相”理解為礦物學相。根據(jù)本發(fā)明，術語“元素”理解為根據(jù)元素周期表的化學元素。根據(jù)本發(fā)明，下列術語理解為-C3S 不純凈的硅酸三鈣(Ca3SiO5)(阿利特)3 (CaO) · (SiO2)；-C2S 不純凈的硅酸二鈣(Ca2SiO4)(貝利特)2 (CaO) · (SiO2)；-C3A 鋁酸三鈣(Ca3Al2O6)(鋁酸鹽)3 (CaO) · (Al2O3)；-C4AF 鐵鋁酸四鈣(Ca4AlJe2Oici)(鐵酸鹽或鐵鋁酸鹽或鈣鐵石)4(CaO) · (Al2O3) · (Fe2O3)，或者更一般地是通式為 2 (CaO) · χ(Al2O3) · (l-χ) (Fe2O3)的化合物，其中χ為0.2至0.8 ；
-C4A3S 硫鋁酸鈣 “ye，elimite”4(CaO) · 3 (Al2O3) · (SO3)；-石灰?guī)rCaC03;-生石膏CaSO4· 2 (H2O)；-半水合硫酸鈣(熟石膏)=CaSO4· 0. 5H20 ；-無水硫酸鈣(無水石膏)=CaSO4；-方鎂石MgO；-硅土或石英Si02。根據(jù)本發(fā)明，術語“粘土”理解為沉積巖，其大部分由特定礦物(硅酸鹽，通?；蚨嗷蛏俚貫樗箱X硅酸鹽)組成，所述沉積巖具有層狀結構(層狀硅酸鹽)或纖維狀結構(海泡石和坡縷石)。根據(jù)本發(fā)明，術語“凝固”理解為通過所述水硬粘合劑的化學水合反應而成為固態(tài)的轉變。所述凝固通常繼以硬化期。根據(jù)本發(fā)明，術語“硬化”理解為在所述凝固階段結束后水硬粘合劑的機械性質的獲取過程。根據(jù)本發(fā)明，“用于建筑領域的部件”的表述理解為作為建筑的一部分的任何部件，例如地板、砂漿層、地基、墻體、隔斷墻、天花板、橫梁、臺面、柱、橋墩、混凝土砌塊、管道、 樁、檐口、道路工程部件(例如人行道的邊沿)、屋瓦、排水渠的部件。首先，本發(fā)明涉及組合物，以相對于組合物總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，-0.01至3%的多羧酸或其鹽，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團；和-97至99. 99 %的貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)，以相對于 BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，■ 5至30%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X是0. 2至0. 8 ；■ 10 至 35% 的硫鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，■ 40 至 75 % 的貝利特(C2S)，■ 0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%，優(yōu)選大于或等于98%，更優(yōu)選大于或等于99 %，最優(yōu)選等于100 %。對于本領域技術人員而言，貝利特是眾所周知的礦物學相，在純凈的狀態(tài)下，所述貝利特具有Ca2SiO4的組成，但是也可以包含雜質。所述“ye’ elimite”相是礦物學相，在純凈的狀態(tài)下，所述“ye’ elimite”相具有 Ca4Al6SO16的組成，但是也可以包含雜質。所述鐵鋁酸鹽相是礦物學相，在純凈的狀態(tài)下，所述鐵鋁酸鹽相具有C2AxFf50的通式，其中X為0. 2至0. 8，但是也可以包含雜質。雜質理解為元素周期表的任何元素。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相進一步包含一種或多種選自鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯的次要元素。優(yōu)選地，以相對于組合物總質量的質量百分數(shù)計，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含0. 01至3%的多羧酸，更優(yōu)選包含0. 03至1 %的多羧酸，最優(yōu)選包含0. 1至0. 5%的多羧酸。有利地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含至少一種多羧酸或其鹽，該多羧酸選自檸檬酸、丙二酸、蘋果酸、戊二酸、己二酸、草酸、馬來酸、酒石酸、琥珀酸、抗壞血酸、谷氨酸或其混合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含至少一種多羧酸或其鹽，該多羧酸選自檸檬酸、蘋果酸、抗壞血酸、草酸、琥珀酸或其混合物。最優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物至少包含一種檸檬酸或其鹽。有利地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物進一步包含烷醇胺。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物進一步包含選自三乙醇胺(TEA)、二乙醇胺 (DEA)、四羥基乙基乙二胺(THEED)或甲基-二乙醇胺(MDEA)的烷醇胺。最優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物進一步包含二乙醇胺或甲基-二乙醇胺。優(yōu)選地，以相對于組合物總質量的質量百分數(shù)計，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含 97至99. 99%的BCSAF熟料，更優(yōu)選包含99至99. 97%的BCSAF熟料，最優(yōu)選包含99. 5至 99. 9%的 BCSAF 熟料。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料 (BCSAF熟料)，以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示，所述BCSAF熟料至少包含· 10至25%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X為0. 2至0. 8 ；· 15 至 30% 的硫鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，· 4δ 至 7O% 的貝利特(C2S)，· 0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%，優(yōu)選大于或等于98%，更優(yōu)選大于或等于99 %，最優(yōu)選等于100 %。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料 (BCSAF熟料)，以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示，所述BCSAF熟料至少包含· 15至25%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X為0. 2至0. 8 ；· 20 至 30% 的硫鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，· 45 至 60% 的貝利特(C2S)，· 0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%，優(yōu)選大于或等于98%，更優(yōu)選大于或等于99%，最優(yōu)選等于100%， 并且其中包含一種或多種選自硫、鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯、鋁的次要元素。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含以下主要元素鈣、 鋁、硅、鐵、氧和硫。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料可以至少包含以如下的相對比例存在的下列主要氧化物(以相對于BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)Ca0:45 至 61%Al2O3 :8 至 22%Si02:15 至 25%Fii2O3 :3 至 15%SO3 :2 至 10%。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含一種或多種次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)，該次要元素選自鎂、鈉、 鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯，優(yōu)選地以下列數(shù)量存在-0至5%的以氧化鎂表示的鎂，-0至5%的以氧化鈉表示的鈉，-0至5%的以氧化鉀表示的鉀，-0至3 %的以氧化硼表示的硼，-0至7%的以磷酸酐表示的磷，-0至5%的以這些元素的氧化物表示的鋅、錳、鈦或其混合物，-0至3%的以氟化鈣和氯化鈣表示的氟、氯或其混合物，所述次要元素的總含量小于或等于15%。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可優(yōu)選地包含下列次要元素 (以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-1至4%的以氧化鎂表示的鎂，-0. 1至2%的以氧化鈉表示的鈉，-0. 1至2%的以氧化鉀表示的鉀，-0至2%的以氧化硼表示的硼，-0至4%的以磷酸酐表示的磷，-0至3%的以這些元素的氧化物表示的鋅、錳、鈦或其混合物，-0至的以氟化鈣和氯化鈣表示的氟、氯或其混合物。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可優(yōu)選地包含下列次要元素 (以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-0. 2至1. 5%的以氧化鈉表示的鈉，-0.2至1.5%的以氧化鉀表示的鉀，-0.2至2%的以氧化硼表示的硼，-0至的以氟化鈣和氯化鈣表示的氟和氯或其混合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含下列次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-0. 2至2 %的以氧化硼表示的硼；-0. 1至2%的以氧化鉀表示的鉀。根據(jù)另一個優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含下列次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)
-0. 2至2%的以氧化硼表示的硼；-0. 1至2%的以氧化鈉表示的鈉。根據(jù)另一個優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含下列次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-0. 2至2%的以氧化硼表示的硼。根據(jù)另一個優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含下列次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-0.2至2%的以氧化鉀表示的鉀；-0. 5至4%的以氧化磷(P2O5)表示的磷。根據(jù)另一個優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料的礦物學相可以包含下列次要元素(以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質量的質量百分數(shù)表示)-0.2至2%的以氧化鉀表示的鉀；-0. 5至4%的以氧化磷(P2O5)表示的磷；-少于0.的以氧化硼表示的硼。根據(jù)本發(fā)明的適合的硼源例如為硼砂、硼酸或所有其他的含硼化合物；所述硼源可以來自礦場或者是來源于工業(yè)過程。根據(jù)本發(fā)明的一個變體，所述BCSAF熟料不包含硼砂或硼或者含硼化合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物包含作為次要元素的鈉和鉀。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料不包含礦物學相C3S。本發(fā)明的另一個方面提供用于制備根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的方法，該方法包括將至少一種多羧酸或其鹽與所述BCSAF熟料接觸的步驟。這種用于制備根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的方法可以任選地包含研磨步驟和/或均化步驟。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料) 可以根據(jù)WO 2006/018569專利申請中所描述的方法來獲得，或者所述BCSAF熟料可以與WO 2006/018569專利申請中所描述的熟料相同。根據(jù)本發(fā)明的所述組合物的BCSAF熟料可以根據(jù)其他的方法來制備，特別是以下列方式來制備a)制備包含原料或原料混合物的生料，該原料或原料混合物能夠通過燒成過程而以所需要的比例得到以下相-C2AXF(1_X)，其中 X 為 0.2 至 0.8，-C4A3$，和-C2S ；b)向步驟a)中獲得的所述生料中加入至少一種添加劑并混合，該添加劑按照經過計算的量來提供選自鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯或其混合物的次要元素，從而使得燒成過程后相應次要元素的量(如上述方式表示)少于或等于相對于所述熟料總重量的 20重量％ ；和
c)在1150°C至1400°C，優(yōu)選1200°C至1325°C的溫度下，將步驟b)中獲得的所述混合物在具有充分的氧化性的氣氛中焙燒至少15分鐘，以避免硫酸鈣被還原成二氧化硫。優(yōu)選地，用于進行步驟a)的適合的原料是-硅源，例如砂、粘土、泥灰、飄塵、燃煤灰、火山灰、硅灰；所述硅源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程；-鈣源，例如石灰?guī)r、泥灰、飄塵、燃煤灰、礦渣、火山灰、城市垃圾焚化灰；所述鈣源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程；-鋁源，例如粘土、泥灰、飄塵、燃煤灰、火山灰、鐵礬土、鋁土礦赤泥，特別是來自鋁土提取過程中的工業(yè)廢棄物的鋁土礦泥、紅土礦、鈣長石、鈉長石、長石；所述鋁源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程；-鐵源，例如氧化鐵、紅土礦、煉鋼工業(yè)礦渣、鐵礦石；所述鐵源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程；-硫酸鈣源，例如生石膏、半水合硫酸鈣(α或β)或無水硫酸鈣；根據(jù)本發(fā)明的適合的硫酸鈣源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程?？梢酝ㄟ^混合所述原料來進行步驟a)中的生料制備。通過發(fā)生接觸，所述原料可以在步驟a)中混合，任選地包括研磨步驟和/或均化步驟。優(yōu)選地，所述步驟a)的原料任選地在步驟a)之前被烘干，或者任選地在步驟a)之前被焙燒。所述原料可以在窯的主要入口和/或該窯的其他入口中依次加入。此外，燃燒殘渣也可以被整合到所述窯中。用于進行步驟b)的適合的原料是-硼源，例如硼砂、硼酸、硬硼鈣石或所有其他的含硼化合物；所述硼源可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程；-鎂源，例如鎂鹽；-鈉源，例如鈉鹽；-鉀源，例如鉀鹽；-磷源，例如磷鹽；-鋅源，例如氧化鋅；-錳源，例如氧化錳；-鈦源，例如氧化鈦；-氟源，例如氟鹽；-氯源，例如氯鹽；或其混合物。用于進行步驟b)的適合的原料為粉末形式，或者為半液體，或者為液體或固體。步驟c)是焙燒步驟，根據(jù)本發(fā)明，所述焙燒步驟是指煅燒步驟。根據(jù)本發(fā)明，術語 “焙燒”理解為步驟b)的化學元素之間的反應，所述反應導致所述BCSAF熟料的礦物學相的形成。此步驟可以在常規(guī)的水泥廠窯(例如回轉窯)中或者在另一類型的窯(例如連續(xù)窯)中進行。優(yōu)選地，所述焙燒至少進行20分鐘，更優(yōu)選至少30分鐘，最優(yōu)選至少45分鐘。術語“具有充足的氧化性的氣氛”理解為例如大氣，但是其他的具有充足的氧化性的氣氛可以是適合的。本發(fā)明還涉及一種水泥，其至少包含-30至99. 9%的根據(jù)本發(fā)明的所述組合物；和-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0.1至40%的硫酸鈣；-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0.1至70%的礦物外加劑。優(yōu)選地，以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥包含0. 1 至40%的硫酸鈣，更優(yōu)選包含0. 1至20%的硫酸鈣，最優(yōu)選包含0. 1至10%的硫酸鈣。根據(jù)本發(fā)明，適合的硫酸鈣優(yōu)選地為天然的或合成的生石膏、半水合硫酸鈣(α 或β)或無水硫酸鈣。根據(jù)本發(fā)明的適合的硫酸鈣可以來自礦場或者來源于工業(yè)過程。優(yōu)選地，以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥包含0. 1 至70%的礦物外加劑，更優(yōu)選包含0. 1至50%的礦物外加劑，最優(yōu)選包含0. 1至30%的礦物外加劑。根據(jù)優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥至少包含選自礦渣(如“水泥” 標準NF EN 197-1，段落5. 2.2中所定義的)、煉鋼工業(yè)礦渣、火山灰材料(如“水泥”標準 NF EN 197-1，段落5. 2. 3中所定義的)、飄塵(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 4中所定義的)或石灰?guī)r(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 6中所定義的)或其混合物的礦物外加劑。根據(jù)本發(fā)明的一個變體，優(yōu)選的礦物外加劑是石灰?guī)r。礦物外加劑的加入可以通過均化或通過共研磨來進行。根據(jù)一個變體，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥可以至少包含卜特蘭熟料或者CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV或CEM V型的卜特蘭水泥。根據(jù)一個變體，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥可以包含緩凝劑或促凝劑。根據(jù)本發(fā)明的一個變體，根據(jù)本發(fā)明的所述水泥可以通過將根據(jù)本發(fā)明的所述組合物與通過測試或計算確定的足量生石膏或其他形式的硫酸鈣共研磨并且任選地與足量的礦物外加劑(特別是石灰?guī)r)共研磨來獲得。本發(fā)明還涉及至少包含BCSAF水泥和至少一種多羧酸或其鹽的混凝土或砂漿物體，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。根據(jù)本發(fā)明的一個變體，此混凝土可以通過使所述BCSAF水泥與集料、水和任選的添加物和/或礦物外加劑接觸來獲得，所述水能夠包含所述多羧酸或其鹽。根據(jù)此混凝土，所述多羧酸存在于所述混合水中，或者可以隨所述集料一同存在，或者可以隨所述礦物外加劑一同存在，特別地隨所述石灰?guī)r一同存在。本發(fā)明還涉及至少包含根據(jù)本發(fā)明的水泥的混凝土或砂漿。根據(jù)此混凝土，所述多羧酸隨根據(jù)本發(fā)明的所述水泥一同存在。本發(fā)明還涉及至少一種多羧酸或其鹽用于增加BCSAF水泥在凝固之后的機械強度的用途，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。根據(jù)本發(fā)明使用的所述多羧酸或其鹽可以與所述混合水、所述集料或所述礦物外加劑或者所述水泥直接接觸。根據(jù)本發(fā)明的用途的一個變體，所述酸存在于所述BCSAF水泥的所述混合水中。根據(jù)本發(fā)明的用途的一個變體，所述酸隨所述集料或所述砂一同存在。本發(fā)明還涉及用于制備根據(jù)本發(fā)明的混凝土或砂漿的方法，所述方法包括將根據(jù)本發(fā)明的水泥與集料、水和任選的添加劑混合的步驟。本發(fā)明還涉及一種用于制備混凝土或砂漿的方法，該方法包括將BCSAF水泥與聚
集體、水、至少一種多羧酸或其鹽以及任選的添加劑和/或礦物外加劑混合的步驟，每分子
的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。本發(fā)明還涉及使用根據(jù)本發(fā)明的所述混凝土或所述砂漿或者使用根據(jù)本發(fā)明的
所述水泥而制成的用于建筑領域的部件。下列實施例對本發(fā)明進行舉例說明，但并不限制本發(fā)明的范圍。實施例材料由石灰?guī)r、高嶺土、硫酸鈣、氧化鐵來獲得所述BCSAF熟料，其化學組成在下列表1
中給出，并以相對于總質量的質量百分數(shù)表示表權利要求
1.一種組合物，以相對于所述組合物總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，-0. 01至3%的多羧酸或其鹽，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團；和-97至99. 99 %的貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)，以相對于BCSAF 熟料總質量的質量百分數(shù)表示，其至少包含，■5至30%的符合通式C2AxF(1_x)的組合物的鐵鋁酸鈣相，其中X為0. 2至0. 8 ；■10 至 35%的硫鋁酸鈣相“ye' elimite” (C4A3S)，■40至75%的貝利特(C2S),■0. 01至10%的選自硫酸鈣、堿金屬硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的一種或多種次要相，并且其中這些相的百分數(shù)的總和大于或等于97%。
2.根據(jù)權利要求1所述的組合物，其特征在于，以相對于組合物總質量的質量百分數(shù)計，該組合物包含0.01至3%的多羧酸，更優(yōu)選包含0. 03至的多羧酸，最優(yōu)選包含0. 1 至0.5%的多羧酸。
3.根據(jù)權利要求1或權利要求2所述的組合物，其特征在于，該組合物包含至少一種多羧酸或其鹽，該多羧酸選自檸檬酸、丙二酸、蘋果酸、戊二酸、己二酸、草酸、馬來酸、酒石酸、 琥珀酸、抗壞血酸、谷氨酸或其混合物。
4.根據(jù)權利要求3所述的組合物，其特征在于，該組合物至少包含一種檸檬酸或其鹽。
5.根據(jù)權利要求1至4任一項所述的組合物，其特征在于，該組合物進一步包含烷醇胺。
6.根據(jù)權利要求1至5任一項所述的組合物，其特征在于，所述貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)不包含礦物學相C3S。
7.一種水泥，其至少包含-30至99. 9%的根據(jù)權利要求1至6任一項所述的組合物；和-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0. 1至40%的硫酸鈣；-以相對于水泥總質量的質量百分數(shù)計，0. 1至70%的礦物外加劑。
8.根據(jù)權利要求7所述的水泥，其特征在于，所述礦物外加劑選自礦渣(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 2中所定義的)、煉鋼工業(yè)礦渣、火山灰材料(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 3中所定義的)、飄塵(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 4中所定義的)或石灰?guī)r(如“水泥”標準NF EN 197-1，段落5. 2. 6中所定義的)或其混合物。
9.一種混凝土或砂漿，其至少包含根據(jù)權利要求7或權利要求8所述的水泥以及至少一種多羧酸或其鹽，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。
10.至少一種多羧酸或其鹽用于增加根據(jù)權利要求7或權利要求8所述的水泥在凝固之后的機械強度的用途，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。
11.根據(jù)權利要求10所述的用途，其特征在于，所述酸存在于BCSAF水泥的混合水中。
12.一種用于制備根據(jù)權利要求9所述的混凝土或砂漿的方法，該方法包括將根據(jù)權利要求7或權利要求8所述的水泥與集料、水、至少一種多羧酸或其鹽以及任選的添加劑混合的步驟，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團。
13.使用根據(jù)權利要求9所述的混凝土或砂漿或者使用根據(jù)權利要求7或8所述的水泥而制成的用于建筑領域的部件。
全文摘要
本發(fā)明的主題是一種組合物，以相對于組合物總重量的重量百分數(shù)表示，該組合物至少包含0.01至3％的多羧酸或所述多羧酸的一種鹽，每分子的所述多羧酸包含2至4個羧基基團；和97至99.99％的貝利特-鈣-硫鋁酸鹽-鐵酸鹽熟料(BCSAF熟料)。
文檔編號C04B7/345GK102482148SQ201080036388
公開日2012年5月30日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權日2009年8月17日
發(fā)明者E·加特內, G·瓦倫塔, V·莫蘭 申請人:拉法基公司