專(zhuān)利名稱(chēng)：：新型混凝土組合物的制作方法新型混凝土組合物本發(fā)明涉及新型混凝土組合物及其用途。自從20世紀(jì)80年代以來(lái)，已知硅粉(silicafume)作為水泥中的添加劑。自此，硅粉的使用程度得到增長(zhǎng)，而且目前通常認(rèn)為硅粉是在高性能混凝土(HPC)，特別是超高性能混凝土(UHPC)(若獲得足以用于現(xiàn)代建筑方法的性能，如抗壓強(qiáng)度)的制備中不可缺少的材料。高性能混凝土通常具有50至100兆帕的28天抗壓強(qiáng)度。超高性能混凝土通常具有100兆帕以上，且通常120兆帕以上的28天抗壓強(qiáng)度。硅粉，也稱(chēng)為微硅粉，是硅或硅鐵合金制備中的副產(chǎn)物。硅粉的主要成分為非晶態(tài)二氧化硅。單獨(dú)粒子通常具有約5至10納米的直徑。單獨(dú)粒子附聚形成0.1至1微米的附聚物，然后聚集在一起形成20至30微米的聚集體。硅粉通常具有10-30平方米/克的BET表面積。其已知作為反應(yīng)活性火山灰材料。火山灰在由Arnold出版的Lea'sChemistryofCementandConcrete,第4版中描述為天然或合成的無(wú)機(jī)材料，當(dāng)其與氫氧化鈣(石灰)或與能釋放氫氧化鈣的材料(如Portland水泥熟料)混合時(shí)在水中硬化?；鹕交彝ǔ楣栀|(zhì)或者硅質(zhì)及鋁質(zhì)材料，其單獨(dú)具有很少或不具有水泥價(jià)值，但能夠在濕氣的存在下在室溫下與氫氧化鈣進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)而形成具有水泥性能的化合物。因此，應(yīng)了解硅粉在含有硅粉的混凝土混合物的固化過(guò)程中起到積極作用，且硅粉積極參與到水泥化合物的形成中，所述水泥化合物將存在的各種粒狀材料粘合在一起并由此有助于所得混凝土的強(qiáng)度。WO2005/077857描述了一種包含具有不同測(cè)得粒度的煅燒鋁土礦砂和硅粉的混合物的極高性能混凝土，其中加入具有確定比表面積值(10平方米/克以上)和形狀指數(shù)(至少為0.3，其中形狀指數(shù)為粒子厚度與粒子長(zhǎng)度的比例，由場(chǎng)效應(yīng)掃描電子顯微鏡測(cè)得)的超微細(xì)碳酸鈣以改進(jìn)混凝土的白度。碳酸鈣的超微細(xì)粒子的平均直徑為約70納米。WO2006/134080Al描述了碳酸鈣粒子在如具有改進(jìn)性能的石膏、灰墁(stucco)、水泥抹面、砂漿和混凝土的建筑材料的制備中的用途。所述的改進(jìn)性能包括良好的吸聲性能和高的耐磨性，但不包括抗壓性能。本發(fā)明試圖用非火山灰材料代替混凝土中基本上全部的火山灰硅粉，而同時(shí)保持所需的性能和其組合；這樣的性能包括抗壓強(qiáng)度；本發(fā)明試圖提供盡管沒(méi)有硅粉，但仍具有例如足夠抗壓性能的高性能，尤其是超高性能混凝土。本發(fā)明也試圖提供具有較短凝固時(shí)間的混凝土。因此本發(fā)明提供了一種混凝土，其包含以相對(duì)重量份計(jì)的如下組分100重量份Portland水泥；50至200重量份(優(yōu)選80至170，更優(yōu)選100至150重量份)具有D10至D90為0.063至5毫米的單級(jí)配的砂子或者砂子的混合物(優(yōu)選兩種砂子)，最細(xì)的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有i至4毫米的D10至D90;10至80重量份(優(yōu)選10至50，例如20至40重量份)平均粒子大小15微米以下的粒狀的基本上非火山灰材料；0.1至10重量份減水超塑化劑，和10至30重量份水；該混凝土基本上不含硅粉；所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗壓強(qiáng)度。100兆帕的抗壓強(qiáng)度通常在進(jìn)行或不進(jìn)行熱固化下獲得。優(yōu)選熱固化以促進(jìn)較大的強(qiáng)度。所述抗壓強(qiáng)度優(yōu)選120兆帕以上，更優(yōu)選150兆帕以上。所述砂子通常為二氧化硅或石灰石砂、煅燒鋁土礦或粒狀冶金殘余物；微細(xì)砂也可包含研磨硬密礦物材料，例如研磨?；癄t渣。優(yōu)選的砂子混合物包含砂子的混合物(優(yōu)選兩種砂子)，最細(xì)的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至2毫米的D10至D90。本發(fā)明的混凝土優(yōu)選為自澆注(self-placing)混凝土。其優(yōu)選具有2至16小時(shí)的Vicat凝固時(shí)間，例如'4至8小時(shí)。HPC和UHPC由于其較高的水泥含量，通常在凝固時(shí)顯示較高收縮。通過(guò)在加入水之前在混合物中包括通常2至8，優(yōu)選3至5，例如約4份生石灰、燒石灰或氧化鈣，可減少總收縮。所述基本上非火山灰材料(其后稱(chēng)為非火山灰)優(yōu)選具有10微米以下，例如8微米以下，優(yōu)選5微米以下，例如1至4微米的平均粒子大小。平均粒子大小通常0.1微米以上。所述非火山灰可為含粒狀碳酸鈣的材料(例如，如重質(zhì)碳酸鈣或沉淀碳酸鈣的粒狀碳酸鈣)。其優(yōu)選為重質(zhì)碳酸鈣。所述重質(zhì)碳酸鈣可為例如DurcaPl。所述非火山灰可為石英粉，例如可購(gòu)自Sifraco，F(xiàn)rance的基本上非火山灰二氧化硅填料的C800。例如重質(zhì)碳酸鈣或石英的非火山灰的優(yōu)選BET表面積(由已知方法確定)為2-10平方米/克，通常為8平方米/克以下，例如4至7平方米/克，優(yōu)選為6平方米/克以下。沉淀碳酸鈣(PCC)也是基本上非火山灰材料。PCC可以多種粒子大小和結(jié)晶形式(例如可為菱形、針狀或偏三角面體的方解石或霰石)購(gòu)得。例如，可使用粒子大小為1微米以上，優(yōu)選為偏三角面體形式的PCC(如可購(gòu)自SpecialtyMineralsInc(SMI)的中值粒子大小為1.4至3微米且為偏三角面體的中等PCC)。也可使用粒子大小為1微米以下，例如為0.3至0.7微米的PCC(中值粒子大小為0.3至0.7微米的微細(xì)PCC可購(gòu)自Solvay)。可使用例如粒子大小為0.07微米以下的超微細(xì)PCC(有時(shí)稱(chēng)為納米PCC)。在超微細(xì)PCC中，單獨(dú)(初級(jí))粒子可具有約20納米的粒子大小。單獨(dú)粒子附聚為(二級(jí))大小為約0.1至1微米的簇。所述簇本身形成(三級(jí))大小為1微米以上的附聚物。當(dāng)使用例如粒子大小為0.07微米以下的超微細(xì)PCC時(shí)，其優(yōu)選為針狀或偏三角面體的；形狀指數(shù)為優(yōu)選0.3以下，優(yōu)選0.2以下，例如0.2至0.1。例子包括通常具有200至350納米的平均粒子大小，優(yōu)選具有6至10平方米/克的比表面的針狀霰石或偏三角面體方解石(例如可購(gòu)自Solvay的Socal產(chǎn)品)。可使用非火山灰或非火山灰的混合物，例如重質(zhì)碳酸鈣、石英粉或沉淀碳酸鈣或其混合物。本發(fā)明的混凝土的縮短的凝固時(shí)間是相比于含有硅粉而不是非火山灰的類(lèi)似混凝土。本發(fā)明的混凝土通常與加強(qiáng)裝置結(jié)合使用/例如在下文描述的金屬和/或有機(jī)纖維和/或其他加強(qiáng)元件。本發(fā)明的組合物優(yōu)選包含金屬和/或有機(jī)纖維。纖維以體積計(jì)的量相對(duì)于凝固混凝土的體積通常為0.5至8%。以最終凝固混凝土的體積表示的金屬纖維的量通常為4%以下，例如0.5至3.5%，優(yōu)選為約2%。以相同基礎(chǔ)表示的有機(jī)纖維的量通常為1至8%，優(yōu)選為2至5%。當(dāng)包括這種纖維時(shí)，本發(fā)明的混凝土優(yōu)選為超高性能混凝土這種混凝土優(yōu)選具有120兆帕以上，例如140兆帕以上的抗壓強(qiáng)度。金屬纖維通常選自鋼纖維，如高強(qiáng)度鋼纖維、非晶態(tài)鋼纖維或不銹鋼纖維。任選地，所述鋼纖維可涂布非鐵金屬，如銅、鋅、鎳(或它們的合金)。金屬纖維的單獨(dú)長(zhǎng)度(1)通常為至少2毫米，優(yōu)選為10-30毫米。1/d比(d為纖維的直徑)通常為10至300，優(yōu)選為30至300且更優(yōu)選為30至100。可使用具有可變幾何的纖維它們?cè)谀┒丝蔀閹喦?、波紋的或彎鉤的。纖維的粗糙度也可變化，和/或可使用具有可變橫截面的纖維;所述纖維可通過(guò)任何合適的技術(shù)獲得，包括通過(guò)編織或成纜數(shù)個(gè)金屬線以形成絞合組件。纖維與基體之間的粘合可通過(guò)數(shù)種方式促進(jìn)，所述方式可單獨(dú)使用或組合使用。水泥基體中金屬纖維的粘合可通過(guò)處理纖維表面促進(jìn)。該纖維處理可通過(guò)一種或多種如下方法進(jìn)行纖維浸蝕，或在纖維上沉積礦物化合物，特別是通過(guò)沉積二氧化硅或金屬磷酸鹽。所述浸蝕可通過(guò)例如使纖維與酸接觸，然后中和而進(jìn)行。二氧化硅可通過(guò)使纖維與如硅烷、硅酸鹽或硅溶膠的硅化合物接觸而沉積。應(yīng)了解二氧化硅或磷酸鹽隨后基本上局限于混凝土基體中的金屬纖維的表面，而不是均勻分散于基體中。磷酸化處理是公知的，并描述于例如G.LORIN的名為"ThePhosphatizingofMetals"(1973)，Pub.Eyrolles的文章中。通常，金屬磷酸鹽使用磷酸化方法沉積，所述磷酸化方法包含將預(yù)浸漬的金屬纖維引入包含金屬磷酸鹽，優(yōu)選為磷酸錳或磷酸鋅的水溶液中，然后過(guò)濾該溶液以回收纖維然后清洗、中和并再次清洗所述纖維。不同于通常的磷酸化方法，所得的纖維無(wú)需進(jìn)行潤(rùn)滑型(grease-type)精加工；然而它們可任選地用添加劑浸漬以提供抗腐蝕保護(hù)或使得它們更易與水泥介質(zhì)一起加工。所述磷酸化處理也可通過(guò)將金屬磷酸鹽溶液涂布或噴霧至纖維上而進(jìn)行。當(dāng)金屬纖維存在于本發(fā)明的組合物中時(shí)，優(yōu)選使用粘性調(diào)節(jié)劑(例如得自CPKelco的陰離子型多糖Kelco-Crete)以防止或降低由于纖維的沉淀而造成的缺乏纖維分布的均勻性。有機(jī)纖維包括聚乙烯醇纖維(PVA)、聚丙烯腈纖維(PAN)，聚乙烯纖維(PE)、高密度聚乙烯纖維(HDPE)、聚丙烯纖維(PP)、均聚物或共聚物、聚酰胺或聚酰亞胺纖維。也能使用這些纖維的混合物。本發(fā)明所用的有機(jī)增強(qiáng)纖維可如下分類(lèi)為高模量反應(yīng)活性纖維、低模量非反應(yīng)活性纖維和反應(yīng)活性纖維。包括所附權(quán)利要求書(shū)的本說(shuō)明書(shū)中所用的術(shù)語(yǔ)"模量"指楊氏模量(彈性模量)。也可使用金屬和有機(jī)纖維的混合物包含具有各種性質(zhì)和/或長(zhǎng)度的纖維的"雜化"復(fù)合材料由此獲得，該復(fù)合材料的機(jī)械行為可取決于所需性能而改變。有機(jī)纖維的存在使得改性混凝土對(duì)熱或火的行為成為可能。有機(jī)纖維的熔化使得生成混凝土暴露于高溫時(shí)蒸汽或水在壓力下逸出的通道成為可能。所述有機(jī)纖維可以單股或多股存在；單股或多股的直徑優(yōu)選為10微米至800微米。所述有機(jī)纖維也可以織造或非織造結(jié)構(gòu)的形式或者包含不同長(zhǎng)纖絲的雜化股的形式使用。有機(jī)纖維的單獨(dú)長(zhǎng)度優(yōu)選為5毫米至40毫米，更優(yōu)選為6至12毫米；所述有機(jī)纖維優(yōu)選為PVA纖維。所用有機(jī)纖維的最佳量通常取決于纖維幾何、它們的化學(xué)性質(zhì)和它們的本征機(jī)械性能(例如彈性模量、流動(dòng)閾、機(jī)械強(qiáng)度)。1/d比(d為纖維直徑且1為長(zhǎng)度)通常為10至300，優(yōu)選為30至卯。具有不同性能的纖維的摻合物的使用允許含有它們的混凝土的性能的改性。聚合纖維粘附至混凝土基體可通過(guò)單獨(dú)使用或組合使用的各種方法促進(jìn)。粘附通過(guò)使用反應(yīng)活性纖維促進(jìn)粘附能通過(guò)混凝土的熱處理(例如通過(guò)固化)提高。粘附也能通過(guò)纖維的表面處理促進(jìn)。纖維的平均長(zhǎng)度L與砂子的粒度D的比例R通常至少為5，特別是當(dāng)砂子具有1毫米的最大粒度時(shí)。本發(fā)明的混凝土中的水泥通常為含有少量或不含硅粉的灰水泥或白水泥，使得混凝土基本上不含硅粉。合適的水泥為描述于Lea，sChemistryofCementandConcrete的不含硅粉的Portland7K泥。Portland水泥包括爐渣、火山灰、粉煤灰、頁(yè)巖殘?jiān)?、石灰石，和?fù)合水泥(該復(fù)合水泥含有少量或不含硅粉)。用于本發(fā)明的優(yōu)選水泥為CEM1(通常為PMS)。優(yōu)選白水泥用于制備建筑材料和用于模制(如家具和雕塑)，其中材料的外觀是重要的?？稍斐苫疑庥^的硅粉的缺乏X硅粉可為白色或灰色)以及白非火山灰的使用允許具有良好外觀的材料的制備。這種建筑材料可包含不會(huì)降低外觀的白度的玻璃或塑料纖維。對(duì)于顏色和外觀不那么重要的結(jié)構(gòu)應(yīng)用，可使用金屬纖維和例如灰水泥。若使用水泥代替物，更特別地火山灰材料，則本發(fā)明的組合物的水/水泥重量比可變化。所述比例定義為水量與水泥及任何火山灰的添加重量的重量比該比例通常為約8%至25%，優(yōu)選為13%至25%。水/水泥比率可使用例如減水劑和/或超塑化劑進(jìn)行調(diào)節(jié)。在ConcreteAdmixturesHandbook，PropertiesScienceandTechnology,V.S.Ramachandran，NoyesPublications,1984中減水劑定義為將混凝土的混合水量減少通常10-15%的添加劑以為了給定的可使用性。減水劑包括，例如木素磺酸鹽、羥基羧酸、碳水化合物，和其他專(zhuān)門(mén)的有機(jī)化合物(例如甘油、聚乙烯醇、甲基硅酸鋁鈉、磺胺酸和酪蛋白)。超塑化劑屬于化學(xué)上不同于常規(guī)減水劑且能夠?qū)⑺繙p少大約30%的新的一類(lèi)減水劑。超塑化劑概括地分類(lèi)為如下四組磺化萘甲醛濃縮物(SNF)(通常為鈉鹽)；或磺化三聚氰胺甲醛濃縮物(SMF);改性木素磺酸鹽(MLS)，和其他。更近來(lái)的超塑化劑包括如聚丙烯酸酯的多羧酸化合物。所述超塑化劑優(yōu)選為新一代超塑化劑，例如含有作為接枝鏈的聚乙二醇和主鏈中的羧酸官能的共聚物，如多羧酸醚(polycarboxylicether)。也可使用多羧酸-多磺酸鈉和聚丙烯酸鈉。所需的超塑化劑的量通常取決于水泥的反應(yīng)活性。反應(yīng)活性越低，所需的超塑化劑的量越低。為了降低堿金屬的總含量，所述超塑化劑可用作鈣鹽而非鈉鹽。其他添加劑可加入本發(fā)明的組合物，例如消泡劑(例如聚二甲基硅氧烷)。這些添加劑也包括溶液、固體形式的硅酮，優(yōu)選樹(shù)脂、油或乳狀液形式的硅酮，優(yōu)選在水中的硅酮。包含(RSiO0.5)和(R2SiO)部分的硅酮更特別合適。在這些式中，可相同或不同的R基團(tuán)優(yōu)選為氫或具有1至8個(gè)碳原子的垸基，優(yōu)選甲基。部分(moieties)的數(shù)目?jī)?yōu)選為30至120。-這種試劑在組合物中的量相對(duì)于水泥通常至多為5重量份?；炷量赏ㄟ^(guò)已知方法制備，包括混合固體成分和水，成形(模制、鑄造、注射、泵抽、擠出、壓延)，然后硬化。所述混凝土也能顯示出至少120兆帕的抗壓強(qiáng)度Rc。水泥組合物也包含具有各向異性形狀和至多1毫米，優(yōu)選至多500微米的平均大小的增強(qiáng)劑。所述增強(qiáng)劑通常具有片狀。增強(qiáng)劑的量以砂子和非火山灰的體積計(jì)優(yōu)選為2.5%和35%，通常為5至25%。尺寸的平均大小。所述試劑可為天然或合成產(chǎn)品。作為片的增強(qiáng)劑可選自云母片、滑石片、復(fù)合硅酸鹽片(粘土)、蛭石片、氧化鋁片。有可能在本發(fā)明的混凝土組合物中使用增強(qiáng)劑的摻合物。所述增強(qiáng)劑可在表面包含聚合有機(jī)涂層，所述涂層包含選自如下的材料聚乙烯醇、硅垸、硅酸鹽、硅氧垸樹(shù)脂或聚有機(jī)硅氧垸或如下物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)物(i)至少一種含有3至22個(gè)碳原子的羧酸，(ii)至少一種含有2至25個(gè)碳原子的多官能芳族或脂族胺或取代胺，和(iii)為水溶性金屬絡(luò)合物的交聯(lián)劑，該金屬絡(luò)合物至少含有選自如下的金屬鋅、鋁r鈦、銅、鉻、鐵、鋯或鉛，例如如EP-A-0372804所描述。涂層厚度通常為0.01微米至10微米，優(yōu)選為0.1微米至1微米。膠乳包括苯乙烯-丁二烯膠乳、丙烯酸膠乳、苯乙烯-丙烯酸膠乳、甲基丙烯酸膠乳、羧酸化和磷酸化的膠乳。優(yōu)選具有鈣絡(luò)合功能的膠乳。聚合物有機(jī)涂層能通過(guò)在上述化合物之一的存在下在流化床中處理增強(qiáng)劑或使用FORBERG型混合器而獲得。優(yōu)選的化合物包括H240聚有機(jī)硅氧烷、Rhodorsil878，865和1830PX硅氧烷樹(shù)脂、403/60/WS和WBLS14Manalox(上述所有由RHODIAChimie銷(xiāo)售)、硅酸鉀。對(duì)于為天然產(chǎn)品的增強(qiáng)劑優(yōu)選這種處理。為了制備本發(fā)明的混凝土，當(dāng)要包括成分和增強(qiáng)纖維時(shí)，將它們與水混合。可采用4列如如下順序的混合混合基體的粉狀成分(例如達(dá)2分鐘)；引入水和一部分，例如一半的混合物；混合(例如達(dá)l分鐘)；引入混合物的剩余部分；混合(例如達(dá)3分鐘)；引入增強(qiáng)纖維和另外的成分；混合(例如達(dá)2分鐘)。所述混凝土可經(jīng)受熱固化以改進(jìn)其機(jī)械性能。固化通常在室溫(例如20°C至90°C)，優(yōu)選60°C至90°C的溫度下進(jìn)行。固化溫度應(yīng)低于環(huán)境壓力下水的沸點(diǎn)。固化溫度通常低于100°C。固化在高壓下進(jìn)行的熱壓處理允許使用較高的固化溫度。固化時(shí)間可為例如6小時(shí)至4天，優(yōu)選約2天。固化在凝固后開(kāi)始，通常在凝固開(kāi)始后至少一天，且優(yōu)選在于20。C下老化2天以上至約7天的混凝土上開(kāi)始。所述固化可在干燥或濕潤(rùn)條件下或者在交替循環(huán)的兩種環(huán)境(例如在潮濕環(huán)境中固化24小時(shí)，接著在干燥環(huán)境中固化24小時(shí))中進(jìn)行。當(dāng)所述混凝土將在高溫下固化時(shí)，在所述混凝土組合物中包括石英粉是有利的。與本發(fā)明的混凝土結(jié)合使用的加強(qiáng)裝置也包括如下。所述混凝土可通過(guò)粘合的線或通過(guò)粘合的筋預(yù)拉張，或者通過(guò)單個(gè)未粘合的筋或通過(guò)纜或通過(guò)外皮或桿后拉張，所述纜包含線的集合或包含筋。預(yù)應(yīng)力，無(wú)論是預(yù)拉伸的形式或是后拉伸的形式，特別良好適合于由本發(fā)明的混凝土制得的產(chǎn)品。金屬預(yù)應(yīng)力纜具有非常高、未用盡的拉伸強(qiáng)度，這是由于含有金屬預(yù)應(yīng)力纜的基體的較低拉伸強(qiáng)度不允許優(yōu)化混凝土結(jié)構(gòu)元件的尺寸。應(yīng)了解包括纖維的加強(qiáng)裝置可單獨(dú)使用或組合使用。由于機(jī)械強(qiáng)度的增加而獲得的體積的減少允許制備預(yù)制元件。然后有可能得到由于輕巧而易于運(yùn)輸?shù)拇罂缍然炷猎?；這特別良好適用于廣泛利用后拉張的大結(jié)構(gòu)的建造。在這種類(lèi)型的結(jié)構(gòu)的情況中，該解決方法從工地持續(xù)時(shí)間和裝配的角度提供了特別有利的開(kāi)支節(jié)省。此外，，在熱固化的情況中，使用預(yù)拉張或后拉張顯著降低了收縮。它們也可具有至少150兆帕的抗壓強(qiáng)度Rc。在混合本發(fā)明的混凝土組分時(shí)，除了水泥之外的粒狀材料可作為預(yù)混合的干燥粉末或者稀釋或濃縮的水懸浮液而引入。在本發(fā)明的混凝土中的粒狀的基本上非火山灰材料優(yōu)選基本上均勻地分布于整個(gè)混凝土中。本發(fā)明的混凝土可(a)基本上不含鋁土礦，例如相對(duì)于水泥的重量為5重量％以下，例如2重量％以下，更優(yōu)選1重量％以下，最優(yōu)選0.5重量％以下。除非另外指出，在包含所附權(quán)利要求書(shū)的本說(shuō)明書(shū)中化28天之后在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上測(cè)量；撓曲強(qiáng)度在尺寸為7x7x28或4x4x16厘米的棱柱形測(cè)試樣品上測(cè)量，該測(cè)試樣品被支持于IBERTESTUMIBCO-300類(lèi)A機(jī)器上的四點(diǎn)撓曲；表述"基本上不含硅粉"意指含有相對(duì)于水泥的重量少于5重量％，例如少于2重量％，更優(yōu)選少于1重量％，最優(yōu)選少于0.5重量％。除非另外指出，百分比以重量計(jì)；材料的表面積由使用BeckmanCoulterSA3100裝置(其具有氮?dú)庾鳛槲諝怏w)的BET法測(cè)定；-塌落值(具有間隔為約1秒的通常為20的沖擊動(dòng)力學(xué)，或者無(wú)沖擊的靜力學(xué))在落下為約12毫米的圓形沖擊試驗(yàn)臺(tái)(直徑為300毫米，厚度為5.99毫米，重量約為4.1千克)上測(cè)量。測(cè)試樣品使用根據(jù)ASTMC230的高度為50毫米，頂部直徑為70毫米，底部直徑為100毫米的扁平錐形模具制備；靜力學(xué)值(在沖擊之前或無(wú)沖擊)在脫模后樣品停止移動(dòng)之后測(cè)定。微細(xì)粒子，例如粒狀非火山灰(例如碳酸鈣)的平均粒子大小和分布在水分散體中由使用如下操作的MalvernMastersizer2000的激光粒度測(cè)試儀測(cè)定背景噪聲用至少80%的激光功率確定以驗(yàn)證獲得減少的指數(shù)曲線；然后使用產(chǎn)生10至20%的模糊度的濃度測(cè)量樣品，泵速度為2000rpm，攪拌器速度為800rpm，無(wú)超聲振蕩，且測(cè)量30秒，然后在相同的樣品上使甩如下參數(shù)并帶有超聲振蕩(a)最初，泵速度為2500rpm，攪拌器速度為1000rpm，超聲100%(30瓦特)且在3分鐘之后，(b)泵速度為2000rpm，攪拌器速度為800rpm，超聲0%，在操作條件(b)下保持10秒，測(cè)量30秒。0.1微米以下的粒子大小通常使用電子顯微鏡測(cè)定。本發(fā)明由如下非限制性的實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。在實(shí)施例中所用的材料可購(gòu)自如下供應(yīng)商小小。(1)CementHTS(2)980NS(硅粉)(3)超微細(xì)石灰石填料Durcal1Lafarge法國(guó)LeTeil.SEPR，法國(guó)OMYA，法國(guó)Durcal1具有約5平方米/克的BET值和約2.5微米的平均粒子大(4)石灰石填料Durcal5:OMYA，法國(guó)Durcal5具有2.10平方米/克的BET值和約7微米的平均粒子大(5)砂子BeOl:Sifraco，法國(guó)(6)超塑化劑F2:Chryso，法國(guó)(7)PCCARW200(BET:22.27平方米/克)Solvay,Lafarge法國(guó)LeTeilSEPR，法國(guó)Sifraco，法國(guó)(8)白水泥(9)白FSMST(10)硅質(zhì)填料MillisilC400C400具有1.61平方米/克的BET值和約11微米的平均粒子大小。(11)硅質(zhì)填料SikronC800:Sifraco,法國(guó)C800具有5.98平方米/克的BET值和約2.6微米的平均粒子大小。(12)混合物A2(13)PVA纖維(14)Kelco-CreteK柳(15)金屬(鋼)纖維(16)PCCSocalP2禾口P3Chryso，法國(guó)Kuraray，日本CPKelco，美國(guó)Sodetal，法國(guó)Solvay，法國(guó)實(shí)施例1對(duì)含硅粉混凝土(標(biāo)示為SFC)和具有如下組成的混凝土(標(biāo)示為Dl)進(jìn)行比較<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>其中硅粉由Durcal1，一種重質(zhì)碳酸鈣代替。鋼纖維(直徑0.175毫米，長(zhǎng)度13毫米，Sodetal，法國(guó))以提供在凝結(jié)混凝土中2體積％的量加入。粉末最先在高剪切速率混合器(Eirich)中混合，然后在Skako混合器中制備混凝土混合物。所得的結(jié)果顯示于如下表1中。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(1)在20°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(2)在20。C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。G)在20。C下濕氣固化2天之后，在棱柱形測(cè)試樣品(7x7x28厘米)上。(4)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在棱柱形測(cè)試樣品(7x7x28厘米)上。實(shí)施例2使用如實(shí)施例1所述的程序，對(duì)具有如下給出組成的混合物進(jìn)行比較，其中硅粉由(a)具有20重量％的沉淀碳酸鈣(PCC)和80%的Durcall的混合物，以及(b)100。/。的PCC代替:<table>tableseeoriginaldocumentpage16</column></row><table>(1)在20。C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(2)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。.實(shí)施例3使用如實(shí)施例1所述的程序，對(duì)含纖維混合物和相應(yīng)混合物進(jìn)行比較，所述相應(yīng)混合物的組成在下面給出，其中硅粉由如下物質(zhì)代替:C800(二氧化硅填料)100%Durcall(碳酸轉(zhuǎn)填料)100%C80050%Durcal150%C,75%Durcal125%所用的每種混合物含有4%(以體積計(jì)，相對(duì)于混合物的體積)的<table>tableseeoriginaldocumentpage17</column></row><table>(1)在20。C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(2)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。實(shí)施例4使用如下材料。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制備。測(cè)量凝固時(shí)間、鋪展值，和抗壓強(qiáng)度及撓曲強(qiáng)度(48小時(shí)和熱固化后)。所得的結(jié)果顯示于如下表4中。表4<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>(1)在20。C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(2)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(3)在20°C下濕氣固化2天之后，在棱柱形測(cè)試樣品(4x4x16厘米)上。(4)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在棱柱形測(cè)試樣品(4x4xl6厘米)上。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制備。測(cè)量凝固時(shí)間、鋪展值，和抗壓強(qiáng)度及撓曲強(qiáng)度。所得的結(jié)果顯示于如下表5中。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table>(1)、(2)和(4):固化和樣品如實(shí)施例1中所述。實(shí)施例6使用如下材料。<table>tableseeoriginaldocumentpage19</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>粉末和混凝土混合物在Rayneri混合器中制備。所得的結(jié)果顯示于如下表6中。表6<table>tableseeoriginaldocumentpage20</column></row><table>(1)在20。C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(2)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在直徑為7厘米且高度為14厘米的圓柱形測(cè)試樣品上。(3)在20°C下濕氣固化2天，然后在90°C下濕氣固化2天之后，在棱柱形測(cè)試樣品(4x4xl6厘米)上。權(quán)利要求1、一種混凝土，其包含以重量份計(jì)的如下組分100重量份Portland水泥；50至200重量份具有D10至D90為0.063至5毫米的單級(jí)配的砂子或者砂子的混合物，最細(xì)的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90；10至50重量份平均粒子大小15微米以下的粒狀的基本上非火山灰材料；0.1至10重量份減水超塑化劑；和10至30重量份水；該混凝土基本上不含硅粉；所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗壓強(qiáng)度。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土，其進(jìn)一步包含生石灰、燒石灰或氧化鈣。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土，其中所述非火山灰包含重質(zhì)碳酸鈣或石英粉。4、根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混凝土，其包含重質(zhì)碳酸鈣、石英粉或沉淀碳酸鈣或其混合物。5、根據(jù)前述權(quán)利要求的任一項(xiàng)所述的混凝土，其包含有機(jī)或金屬纖維。6、根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土，其包含相對(duì)于凝固水泥的體積0.5至3.5體積％的金屬纖維。7、根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土，其包含相對(duì)于凝固水泥的體積2至5體積％的有機(jī)纖維。8、根據(jù)權(quán)利要求5、6或7所述的混凝土，其具有120兆帕以上的抗壓強(qiáng)度。9、一種水泥混合物，其包含權(quán)利要求1所述的材料和任選的煅燒石灰石或煅燒白云石，但不包含水和，如果為液體，超塑化劑。10、平均粒子大小15微米以下的粒狀的基本上非火山灰材料代替硅粉在權(quán)利要求1所述的混凝土的制備中的用途。全文摘要本發(fā)明提供了一種超高性能混凝土(UHPC)，其包含以重量份計(jì)的如下組分100重量份Portland水泥、50至200重量份具有D10至D90為0.063至5毫米的單級(jí)配的砂子或者砂子的混合物(優(yōu)選兩種砂子)，最細(xì)的砂子具有0.063至1毫米的D10至D90且最粗的砂子具有1至4毫米的D10至D90、10至50重量份平均粒子大小15微米以下的粒狀的基本上非火山灰材料、0.1至10重量份減水超塑化劑，和10至30重量份水，其中混凝土基本上不含硅粉，所述混凝土具有100兆帕以上的28天抗壓強(qiáng)度。文檔編號(hào)C04B28/04GK101578244SQ200880001872公開(kāi)日2009年11月11日申請(qǐng)日期2008年1月23日優(yōu)先權(quán)日2007年1月24日發(fā)明者J-F·巴托斯,M·貝盧爾,P·福諾略薩申請(qǐng)人:拉法基公司