專利名稱：具有硫鋁酸鹽熟料和卜特蘭熟料基底的水硬結(jié)合劑的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及至少包含硫鋁酸鹽熟料和卜特蘭熟料的組合物，其制備方法及其制備水硬結(jié)合劑的用途。
背景技術(shù)：
絕大多數(shù)現(xiàn)代混凝土由通常獲自熟料的水硬水泥制成。通過將包含例如石灰石、 粘土、二氧化硅和鐵礦石的細(xì)小且均勻的混合物在回轉(zhuǎn)窯中加熱至通常高于1350°C的溫度來制備卜特蘭熟料。在焙燒混合物之后，熟料呈硬料球(nodules)的形式，在冷卻后，將其與硫酸鈣和其他礦物摻合料(additions)研磨以形成卜特蘭水泥。為了獲得具有硅酸三鈣作為其主要礦物相的熟料，在引入窯中的原材料的混合物中很高含量的石灰石是必需的。 硅酸三鈣是三硅酸鈣的不純形式，Ca3SiO5，其傳統(tǒng)符號是(#。高含量的硅酸三鈣(通常大于質(zhì)量百分比的50% )是在現(xiàn)代水泥的礦物學(xué)組成中不可缺少的，因為這允許強(qiáng)度性質(zhì)在凝固后即快速發(fā)展，并允許在觀天及以上時的強(qiáng)度性質(zhì)充分發(fā)展，以符合此領(lǐng)域中大多數(shù)水泥標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范。對于本發(fā)明說明書的剩余部分，除非另有明示，將使用以下簡寫符號以指定水泥的礦物學(xué)組分-C 代表 CaO (石灰)，-A 代表 Al2O3 (氧化鋁)，-F 代表 Fii2O3,-S 代表 SiO2 ( 二氧化硅)，-$ 代表 SO3,-H 代表 H2O (水)。卜特蘭熟料的制備在大氣中釋放了二氧化碳。水泥工業(yè)實際上對約5%的(X)2工業(yè)排放有責(zé)任。如果幾乎完全去除硅酸三鈣，這些在卜特蘭熟料的制備中的CO2排放可降低約10%。如果將引入窯的石灰石的量降低10%這可實現(xiàn)；與焙燒期間的石灰石脫碳相關(guān)的(X)2量以及為提供石灰石脫碳所要求的能量而需要的燃料量將被降低。這將伴隨窯溫的降低，使得有可能在熟料制備中節(jié)約能量，并因此節(jié)約制備熟料的成本。但是，在卜特蘭熟料的制備期間的硅酸三鈣的降低不會使得有可能獲得制備具有令人滿意的機(jī)械強(qiáng)度的水泥的熟料。具有低含量硅酸三鈣的熟料產(chǎn)生具有短期機(jī)械強(qiáng)度的水泥，該水泥并不滿足標(biāo)準(zhǔn)要求并且不能達(dá)到當(dāng)今現(xiàn)代混凝土應(yīng)用所要求的性能。為了開發(fā)其制備與低(X)2工業(yè)排放相聯(lián)的市場化水泥的目標(biāo)，尋找另一種低(X)2排放水平的熟料制備方法已經(jīng)變得必要。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明旨在解決的問題是提供新的熟料。出人意料地，發(fā)明人已經(jīng)顯示，有可能將卜特蘭熟料與不含硅酸三鈣的熟料混合， 任選與很低含量的硅酸三鈣混合，同時保持和/或增加機(jī)械強(qiáng)度，特別是短期機(jī)械強(qiáng)度。
為此目的，本發(fā)明提供了組合物，以相對于組合物總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含，-1%至99%的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥；和-99 %至1 %的二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料(BCSAF)，以相對于BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含■ 5%至30%的對應(yīng)于通式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% 的二鈣硅酸鹽(C2S),■ 0. 01%至10%的一種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。本發(fā)明還涉及水泥，其至少包含-如上所述的組合物；和-1 %至40%的硫酸鈣(相對于水泥總質(zhì)量的質(zhì)量％ )。本發(fā)明還涉及至少包含如上所述的水泥的混凝土。最后，本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的混凝土的制備方法，該方法包括將根據(jù)本發(fā)明的水泥與骨料、水、任選的添加劑和任選的礦物摻合料混合的步驟。本發(fā)明提供至少一種如下所述的決定性優(yōu)勢。有利地，根據(jù)本發(fā)明的水硬結(jié)合劑具有高的短期機(jī)械強(qiáng)度，特別是在M小時后。本發(fā)明還具有另一優(yōu)勢，其在于根據(jù)本發(fā)明的組合物可在常規(guī)回轉(zhuǎn)窯和/或不同的窯中制備。最后，本發(fā)明具有能用于所有工業(yè)，特別是建筑工業(yè)、水泥工業(yè)和所有建筑市場 (建筑物、土木工程、預(yù)制工廠)中的優(yōu)勢。
具體實施例方式在閱讀為非限制性的舉例說明目的而提供的以下說明和實施例后，本發(fā)明的其他優(yōu)勢和特征將顯而易見。根據(jù)本發(fā)明，術(shù)語“水硬結(jié)合劑”理解為具有在水的存在下變成水合物的性質(zhì)并且其水合作用使得有可能獲得具有機(jī)械特征的固體的任何化合物。根據(jù)本發(fā)明的水硬結(jié)合劑可具體地為水泥。術(shù)語“混凝土”理解為水硬結(jié)合劑、骨料、水、任選的添加劑和任選的礦物摻合料的混合物，例如高性能混凝土、極高性能混凝土、自澆注混凝土、自流平混凝土、自密實混凝土、纖維混凝土、預(yù)拌混凝土或有色混凝土。術(shù)語“混凝土”還理解為已被提交至完成工序的混凝土，例如荔枝面(b0UChard6)混凝土、露石或侵蝕(lav6)混凝土或者拋光混凝土。預(yù)制混凝土也可以通過此定義理解。術(shù)語“混凝土”包括灰漿，在此特定情況下混凝土包含水硬結(jié)合劑、砂子、水和任選的添加劑和任選的礦物摻合料的混合物。根據(jù)本發(fā)明的術(shù)語“混凝土”不確定地表示新澆混凝土或硬化混凝土。術(shù)語“骨料”根據(jù)本發(fā)明理解為砂礫、細(xì)砂礫和/或輕質(zhì)骨料的砂子和/或人造骨料。表述“礦物摻合料”根據(jù)本發(fā)明理解為礦渣(如在“水泥”NF EN197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落 5. 2. 2中定義的)、煉鋼工業(yè)礦渣、火山灰材料(如在“水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 3 中定義的)、飄塵(如在“水泥"NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 4中定義的)、焙燒頁巖(如在 “水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 5中定義的)、石灰石(如在“水泥”NF EN197-1標(biāo)準(zhǔn)， 段落5. 2. 6中定義的)或硅灰(silica fume)(如在“水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 7 中定義的)或其混合物。表述“卜特蘭水泥”根據(jù)本發(fā)明理解為根據(jù)NF EN 197-1 “水泥”標(biāo)準(zhǔn)的CEM I、 CEM II、CEM III、CEM IV 或 CEM V 類型的水泥。表述“卜特蘭熟料”根據(jù)本發(fā)明理解為如通過NF EN 197-1 “水泥”標(biāo)準(zhǔn)定義的熟料。術(shù)語“長石”根據(jù)本發(fā)明理解為具有硅酸鋁鉀、硅酸鋁鈉或硅酸鋁鈣的雙基底礦物。長石屬于網(wǎng)硅酸鹽(tectosilicate)族。存在很多長石，主要的長石為鉀正長石(1，orthose, potassique)、鈉長石(1，albite, sodique)禾口 丐長石(1，anorthite, calcique)。后兩者的混合物提供了斜長石系列。術(shù)語“熟料”根據(jù)本發(fā)明理解為將例如由石灰石和例如粘土以及其他組分所組成的混合物(生料)煅燒(熟化)后獲得的產(chǎn)物。表述“BCSAF水泥”根據(jù)本發(fā)明理解為至少包含一種BCSAF熟料和至少一種硫酸鈣源的水泥。表述“BCASF熟料”根據(jù)本發(fā)明理解為可根據(jù)專利申請W02006/018569中所描述的方法獲得的熟料，，或者以相對于BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計至少包含以下組分的熟料，■ 5%至30%的對應(yīng)于通式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% 的硅鋁酸鈣相 “ye’ elimite” (C4A3S)，■ 40 %至 75 % 的二鈣硅酸鹽(C2S)，■ 0. 01%至10%的一種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。術(shù)語“相”根據(jù)本發(fā)明理解為礦物學(xué)相。術(shù)語“元素”根據(jù)本發(fā)明理解為根據(jù)元素周期表的化學(xué)元素。以下術(shù)語，根據(jù)本發(fā)明理解為-C3S 不純的硅酸三鈣(Ca3SiO5)(硅酸三鈣)3 (CaO) · (SiO2)-C2S 不純的硅酸二鈣(Ca2SiO4) ( 二鈣硅酸鹽)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鋁石)4(CaO) · (Al2O3) · Pe2O3)，或更一般地為通式 2 (CaO) · χ(Al2O3) · (l-χ) (Fe2O3)的化合物，其中X為0.2至0.8。-C4A3S 硅鋁酸鈣 “ye’ elimite” 4 (CaO) · 3 (Al2O3) · (SO3)
-石灰石CaCO3-石膏CaSO4· 2 (H2O)；-硫酸鈣半水合物=CaSO4· 0. 5H20 ；-無水硫酸鈣CaSO4；-方鎂石MgO；-砂子，二氧化硅Si02。術(shù)語“粘土”根據(jù)本發(fā)明理解為沉積巖，其大部分由特定的礦物、硅酸鹽、通?；蚨嗷蛏俚厮系匿X組成，其具有層狀結(jié)構(gòu)(頁硅酸鹽)或纖維狀結(jié)構(gòu)(海泡石和坡縷石)。術(shù)語“凝固”根據(jù)本發(fā)明理解為通過粘合劑的化學(xué)水合反應(yīng)轉(zhuǎn)變成固體狀態(tài)。凝固通常繼以硬化期。術(shù)語“硬化”根據(jù)本發(fā)明理解為在凝固階段結(jié)束之后獲得水硬結(jié)合劑的機(jī)械性質(zhì)。術(shù)語“建筑領(lǐng)域的元件”根據(jù)本發(fā)明理解為作為建筑的部分的任何元件，例如地面、靠板(chape)、地基、墻壁、隔斷墻、天花板、橫梁、案板、支柱(pilier)、橋墩、混凝土空心磚(parpaing)、管道、柱子(poteau)、挑檐、道路工程元件(例如路面的邊沿)、屋瓦、排水 iWMTH^ (un element d’ assainissement)。首先，本發(fā)明涉及組合物，以相對于組合物總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含-1%至99%的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥；和-99 %至1 %的二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料(BCSAF)，以相對于BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含■ 5%至30%的對應(yīng)于通式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% 的硅鋁酸鈣相 “ye’ elimite” (C4A3S),■ 40 %至 75 % 的二鈣硅酸鹽(C2S)，■ 0.01%至10%的一種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。二鈣硅酸鹽是本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的礦物相，其純凈狀態(tài)下具有Ca2SO4的組成， 但其也可包含雜質(zhì)。該“ye’ elimite”相是礦物學(xué)相，其純凈狀態(tài)下具有Ca4Al6SO16的組成，但其也可包含雜質(zhì)。該鐵鋁酸相是礦物學(xué)相，其純凈狀態(tài)下，具有通式C2AXF(1_X)，其中X為0. 2至0. 8， 但其也可包含雜質(zhì)。雜質(zhì)理解為元素周期表的任何元素。有利地，BCSAF熟料的所述相的總百分比大于或等于97%，優(yōu)選大于或等于98%， 更優(yōu)選大于或等于99 %，最優(yōu)選大于或等于100 %。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相進(jìn)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，根據(jù)本發(fā)明的組合物包含相對于組合物總質(zhì)量的5質(zhì)量％至95質(zhì)量％，更優(yōu)選8質(zhì)量％至90質(zhì)量％，最優(yōu)選10質(zhì)量％至85質(zhì)量％的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的適合的卜特蘭熟料或適合的卜特蘭水泥包含CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV或CEM V類型的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物包含相對于組合物總質(zhì)量的95質(zhì)量％至5質(zhì)量％， 更優(yōu)選92質(zhì)量％至10質(zhì)量％，最優(yōu)選90質(zhì)量％至15質(zhì)量％的BCSAF熟料。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物包含二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料(BCSAF)， 以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含· 10%至25%的對應(yīng)于通式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% 的硅鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，· 45 %至 70 % 的二鈣硅酸鹽(C2S)，· 0. 01%至10%的一種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。更優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的組合物包含二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料 (BCSAF)，以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含· 15%至25%的對應(yīng)于通式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% 的硅鋁酸鈣相 “ye，elimite” (C4A3S)，參45 %至6O %的二鈣硅酸鹽(C2S),· 0. 01%至10%的一種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97% 并且其中的BCSAF熟料的礦物學(xué)相包含一種或多種選自鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、 錳、鈦、氟、氯的次要元素。根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可包含作為主要元素的鈣、鋁、 硅、鐵、氧和硫。根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料可至少包含以下主要氧化物，其以如下的相對比例存在(相對于BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％)CaO:45% 至 61%Al203:8%至 22%SiO2:15%至 25%Fii2O3 至 15%S03:2% 至 10%。以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物相可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)選其按以下含量存在-0%至5%的鎂，以氧化鎂表示，-0%至5%的鈉，以氧化鈉表示，
-0%至5%的鉀，以氧化鉀表示，-0%至3%的硼，以氧化硼表示，-0%至7%的磷，以磷酸酐表示，-0%至5%的鋅、錳、鈦或其混合物，以這些元素的氧化物表示，-0%至3%的氟化物、氯化物或其混合物，以氟化鈣和氯化鈣表示，所述次要元素的總含量是小于或等于15%。以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可優(yōu)選地包含，以下次要元素-1%至4%的鎂，以氧化鎂表示，-0. 至2%的鈉，以氧化鈉表示，-0. 至2%的鉀，以氧化鉀表示，-0 %至2 %的硼，以氧化硼表示，-0%至4%的磷，以磷酸酐表示，-0%至3%的鋅、錳、鈦或其混合物，以這些元素的氧化物表示，-0%至的氟化物、氯化物或其混合物，以氟化鈣和氯化鈣表示。以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可優(yōu)選包含以下次要元素-0. 2%至1. 5%的鈉，以氧化鈉表示，-0.2%至1.5%的鉀，以氧化鉀表示，-0.2%至2%的硼，以氧化硼表示，-0%至的氟化物加氯化物或其混合物，以氟化鈣和氯化鈣表示。優(yōu)選地，以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可包含以下次要元素-0. 2 %至2 %的硼，以氧化硼表示；-0. 至2%的鉀，以氧化鉀表示。根據(jù)另一優(yōu)選的具體實施方案，以相對組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可包含以下次要元素-0. 2 %至2 %的硼，以氧化硼表示；-0. 至2%的鈉，以氧化鈉表示。根據(jù)另一優(yōu)選的具體實施方案，以相對組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可包含以下次要元素-0. 2 %至2 %的硼，以氧化硼表示。根據(jù)另一優(yōu)選的具體實施方案，以相對組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物學(xué)相可包含以下次要元素-0.2%至2%的鉀，以氧化鉀表示；-0. 5%至4%的磷，以氧化磷(P2O5)表示。根據(jù)另一優(yōu)選的具體實施方案，以相對組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料的礦物相可包含以下次要元素-0.2%至2%的鉀，以氧化鉀表示；
-0. 5%至4%的磷，以氧化磷(P2O5)表示；-少于0.1 %的硼，以氧化硼表示。根據(jù)本發(fā)明的變種，根據(jù)本發(fā)明的BCSAF熟料不包含硼砂或者硼或含硼化合物。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的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)明的組合物的BCSAF熟料不包含礦物學(xué)相C3S。本發(fā)明的另一方面是提供根據(jù)本發(fā)明的組合物的制備過程，其包括將卜特蘭熟料或卜特蘭水泥與BCSAF熟料接觸的步驟。此根據(jù)本發(fā)明的組合物的制備方法可任選包括研磨和/或均化(homogeneisation)步驟。根據(jù)本發(fā)明的組合物的二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料(BCSAF)可根據(jù)專利申請WO 2006/018569中描述的方法獲得，或者該BCSAF熟料可與專利申請WO 2006/018569 中描述的BCSAF熟料相同。根據(jù)本發(fā)明的組合物的BCSAF熟料可根據(jù)其他方法制備，特別是以以下方式a)通過熟化制備包含原材料或原材料的混合物的生料，其能夠提供C2AxF(1_x)相， 其中X為0. 2至0. 8，C4A3S相和C2S相的比例為所要求的比例；b)向步驟a)中獲得的原料混合物加入并混入至少一種添加劑，該添加劑提供選自鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯或其混合物的次要元素，該次要元素以經(jīng)計算的量加入并混入，以使得熟化后的如上所述地表示的相應(yīng)次要元素量小于或等于相對于該熟料總質(zhì)量的20質(zhì)量％ ；和c)在1150°C至1400°C，優(yōu)選1200°C至1325°C的溫度下，在充分氧化以避免硫酸鈣被還原為二氧化硫的氣氛下，將在步驟b)中獲得的混合物焙燒至少15分鐘。優(yōu)選地，進(jìn)行步驟a)的適合的原材料為-二氧化硅源，例如砂子、粘土、泥灰、飄塵、燃煤灰、火山灰、硅灰；該二氧化硅源可來自采石場或源于工業(yè)過程；-鈣源，例如石灰石、泥灰、飄塵、燃煤灰、火山灰、家庭垃圾的焙燒殘留物(Ies residus de calcination des ordures menageres) ；i亥 丐源可來自石場或源于工業(yè)過程；-氧化鋁源，例如粘土、泥灰、飄塵、燃煤灰、火山灰、鋁礬土、氧化鋁赤泥，特別是來自在提取氧化鋁、紅土礦、斜長巖、鈉長石、長石期間的工業(yè)廢料的鋁泥；該氧化鋁源可來自采石場或源于工業(yè)過程；-鐵源，例如氧化鐵、紅土礦、鋼鐵工業(yè)礦渣、鐵礦；該鐵源可來自采石場或源于工業(yè)過程；-硫酸鈣源，例如石膏、硫酸鈣半水合物(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來自采石場或源于工業(yè)過程；可通過混合原材料而進(jìn)行步驟a)中的生料的制備?？稍诓襟Ea)中通過接觸來混合生料，任選地包括研磨和/或均化步驟。優(yōu)選地，步驟a)的生料任選在步驟a)之前干燥或任選在步驟a)之前焙燒?？蓮母G的主要入口和/或從窯的其它入口將原材料按順序加入，。此外，也可在窯中整合燃燒殘留物。進(jìn)行步驟b)的適合的原材料為
-硼源例如硼砂、硼酸、硬硼鈣石或所有其他包含硼化合物；硼源可來自采石場或源于工業(yè)過程；-鎂源例如鎂鹽；-鈉源例如鈉鹽；-鉀源例如鉀鹽；-磷源例如含磷的鹽(selde phosphore)；-鋅源例如氧化鋅；-鎂源例如氧化鎂；-鈦源例如氧化鈦；-氟源例如氟鹽；-氯源例如氯鹽；或其混合物。進(jìn)行步驟b)的適合的原材料或以粉末形式，或以半液體形式，或以液體或固體形式。步驟c)為焙燒步驟，其根據(jù)本發(fā)明指煅燒步驟。術(shù)語“焙燒”根據(jù)本發(fā)明理解為導(dǎo)致BCSAF熟料的礦物相的形成的步驟b)的化學(xué)元素之間的反應(yīng)。此步驟可在常規(guī)水泥工廠的窯(例如回轉(zhuǎn)窯)中或另一類型的窯(例如連續(xù)窯)中進(jìn)行。優(yōu)選地，煅燒至少進(jìn)行20分鐘，更優(yōu)選地至少進(jìn)行30分鐘，最優(yōu)選地至少進(jìn)行45 分鐘。術(shù)語“充分氧化的氣氛”理解為例如所述的氣氛，但其他充分氧化的氣氛也可為適合的。本發(fā)明還涉及水泥，其至少包含-根據(jù)本發(fā)明且如上所述的組合物；和-相對于水泥總質(zhì)量的1質(zhì)量％至40質(zhì)量％的硫酸鈣。優(yōu)選地，相對水泥的總質(zhì)量，根據(jù)本發(fā)明的水泥包含5質(zhì)量％至30質(zhì)量％，更優(yōu)選 5質(zhì)量％至15質(zhì)量％的硫酸鈣，最優(yōu)選3%至10%的硫酸鈣。根據(jù)本發(fā)明的適合的硫酸鈣優(yōu)選石膏、硫酸鈣半水合物(α或β )或無水硫酸鈣。 根據(jù)本發(fā)明的適合的硫酸鈣可來自采石場或源于工業(yè)過程。根據(jù)本發(fā)明的水泥可通過將根據(jù)本發(fā)明的組合物與由試驗或計算確定的足量的石膏或其他形式的硫酸鈣共研磨而獲得。根據(jù)本發(fā)明的變體，可將礦物摻合料加入根據(jù)本發(fā)明的水泥。根據(jù)本發(fā)明的水泥可進(jìn)一步包含相對于水泥總質(zhì)量的5質(zhì)量％至70質(zhì)量％，更優(yōu)選10質(zhì)量％至60質(zhì)量％， 最優(yōu)選10質(zhì)量％至50質(zhì)量％的礦物摻合料。礦物摻合料的添加可通過均化或通過共研磨來進(jìn)行。根據(jù)本發(fā)明的變體，可通過將根據(jù)本發(fā)明的組合物與由試驗或計算確定的足量的石膏或其他形式的硫酸鈣以及足量的礦物摻合料共研磨來獲得根據(jù)本發(fā)明的水泥。優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的水泥包含10%至70%的礦物摻合料。根據(jù)優(yōu)選的具體實施方案，根據(jù)本發(fā)明的水泥可至少包含選自礦渣(如在“水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 2中定義的)、煉鋼工業(yè)礦渣、火山灰材料(如在”水泥”NFEN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 3中定義的)、飄塵(如在“水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 4 中定義的)或石灰石(如在“水泥”NF EN 197-1標(biāo)準(zhǔn)，段落5. 2. 6中定義的)或其混合物的礦物摻合料。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。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明的混凝土的制備方法，該方法包括將根據(jù)本發(fā)明的水泥與骨料、水、任選的添加劑和任選的礦物摻合料混合的步驟。本發(fā)明還涉及使用根據(jù)本發(fā)明的混凝土或根據(jù)本發(fā)明的水泥制備的建筑領(lǐng)域的元件。以下實施例舉例說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。實施例材料-卜特蘭水泥(以下稱為0PC)-由石灰石、高嶺土、硫酸鈣、氧化鐵獲得的BCSAF熟料，其化學(xué)組成在以下的表1 中給出并以相對于組合物總質(zhì)量的質(zhì)量％表示表權(quán)利要求
1.一種組合物，以相對于組合物總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含-1%至99%的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥；和-99 %至1 %的二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料即BCSAF，以相對于BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其至少包含■5%至30%的對應(yīng)于通式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” 即 C4A3S,■40%至75%的二鈣硅酸鹽即C2S,■0.01%至10% —種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述BCSAF熟料的所述礦物相還包含一種或多種選自鎂、鈉、鉀、硼、磷、鋅、錳、鈦、氟、氯的次要元素。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于其包含相對于所述組合物總質(zhì)量的5質(zhì)量％至95質(zhì)量％，更優(yōu)選8質(zhì)量％至90質(zhì)量％，最優(yōu)選10質(zhì)量％至85質(zhì)量％的卜特蘭熟料或卜特蘭水泥。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于其包含相對于所述組合物總質(zhì)量的95質(zhì)量％至5質(zhì)量％，更優(yōu)選92質(zhì)量％至10質(zhì)量％，最優(yōu)選90質(zhì)量％至15質(zhì)量％的BCSAF熟料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以相對于所述組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，所述二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料即BCSAF至少包含 對應(yīng)通式C2AxF(1_x)的組合物的10%至25%的鐵鋁酸鈣相，其中X是0. 2至0. 8 ； 15%至 30% 的硅鋁酸鈣相 “ye，elimite” 即 C4A3S, 45%至70%的二鈣硅酸鹽即C2S, 0.01%至10% —種或多種選自硫酸鈣、堿性硫酸鹽、鈣鈦礦、鈣鋁黃長石、游離石灰和方鎂石和/或玻璃相的少量相，并且其中這些相的總百分比大于或等于97%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其包含以下次要元素-0. 2%至1. 5%的鈉，以氧化鈉表示，-0. 2%至1. 5%的鉀，以氧化鉀表示，-0. 2%至2%的硼，以氧化硼表示，-0%至的氟化物加氯化物或其混合物，以氟化鈣和氯化鈣表示。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其包含以下次要元素-0. 2%至2%的硼，以氧化硼表示；-0. 至2%的鉀，以氧化鉀表示。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于，以相對于組合物中BCSAF熟料總質(zhì)量的以質(zhì)量表示的％計，其包含以下次要元素-0. 2%至2%的鉀，以氧化鉀表示；-0. 5%至4%的磷，以氧化磷即P2O5表示。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合物，其特征在于所述二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽熟料即BCSAF不包含礦物學(xué)相C3S。
10.一種制備根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的組合物的方法，其特征在于其包括將卜特蘭熟料或卜特蘭水泥與BCSAF熟料接觸的步驟。
11.一種水泥，其至少包含-根據(jù)權(quán)利要求1至9中任一項所述的組合物；和 -相對于水泥總質(zhì)量的1質(zhì)量％至40質(zhì)量％的硫酸鈣。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的水泥，其進(jìn)一步包含相對于水泥總質(zhì)量的5質(zhì)量％至70質(zhì)量％的礦物摻合料。
13.—種混凝土，其至少包含根據(jù)權(quán)利要求11或權(quán)利要求12的一項所述的水泥。
14.一種制備根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土的方法，其包括將根據(jù)權(quán)利要求11至12 的一項所述的水泥與骨料、水、任選的添加劑和任選的礦物摻合料混合的步驟。
15.使用根據(jù)權(quán)利要求13所述的混凝土或如權(quán)利要求11至12的一項所述的水泥制備的用于建筑領(lǐng)域的元件。
全文摘要
本發(fā)明的主題是至少包含一種卜特蘭熟料和一種二鈣硅酸鹽-硫鋁酸鈣-鐵酸鹽(BCSAF)熟料的組合物。
文檔編號C04B28/06GK102256911SQ200980151266
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月19日
發(fā)明者C·孔帕雷, E·加特內(nèi), G·瓦倫塔, V·莫蘭 申請人:拉法基公司