CN103339084B

CN103339084B - 具有低熟料含量的水硬性粘合剂

Info

Publication number: CN103339084B
Application number: CN201280006742.4A
Authority: CN
Inventors: A·施瓦岑特鲁伯; M·马丁; F·普塞尔
Original assignee: Lafarge SA
Current assignee: Lafarge Holsim Co.,Ltd.; Holcim Technology Ltd
Priority date: 2011-01-28
Filing date: 2012-01-26
Publication date: 2016-09-14
Anticipated expiration: 2032-01-26
Also published as: FR2970962A1; CA2825245A1; KR20140020262A; EP2668144B1; BR112013016695A2; US9034098B2; PL2668144T3; EP2668144A1; RU2013139856A; WO2012101193A4; ZA201304989B; WO2012101193A1; FR2970962B1; CN103339084A; CA2825245C; US20130298805A1; RU2602248C2

Abstract

本发明涉及水硬性粘合剂，其包含以质量份计的：（a）20至60份的波特兰熟料；（b）20至40份的炉渣；和（c）0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；（a）、（b）和（c）的总和等于100份；所述粘合剂进一步包含炉渣活化剂，所述炉渣活化剂包含相对于100份（a）和（b）的总和的：1.4至6.55份的碱金属盐，用当量‑Na₂O表示；和1.1至11.0份的硫酸钙，用SO₃表示。

Description

具有低熟料含量的水硬性粘合剂

技术领域

本发明涉及具有低熟料含量的水硬性粘合剂、其制备及其用途。

背景技术

水硬性粘合剂是通过水合作用凝固并硬化的材料，例如水泥。大多数常规水硬性组合物包含波特兰水泥（其本身包含波特兰熟料和硫酸钙）。硫酸钙的主要作用在于优化早期压缩强度。然而，硫酸钙对长期压缩强度影响很小或没有影响。

常规水硬性组合物的已知问题在于在它们的生产过程中（主要在波特兰熟料的生产过程中）CO₂的高排放水平。CO₂排放问题的已知解决方案是将水硬性组合物中的部分波特兰熟料替换为其他无机材料。因此，具有低熟料含量的水硬性组合物具有高质量比C/K，其中C为粘合剂的量，K为熟料的量，粘合剂的量对应于熟料和其他无机材料的总和。替代部分波特兰熟料的最常用的无机材料之一是炉渣，特别是研磨成颗粒的高炉炉渣。

具有高C/K比的（特别是包含炉渣的）水硬性组合物的一个已知问题是早期压缩强度的损失，其通常在水硬性组合物与水混合后24小时测量。

解决早期压缩强度损失问题的已知解决方案是将碱金属盐添加至水硬性组合物。然而，这种解决方案的缺陷在于减少了长期压缩强度，长期压缩强度通常在水硬性组合物与水混合后28天测量。

因此，需要找到另一方式以增加具有高C/K比的水硬性组合物的早期压缩强度，同时防止长期压缩强度的减少。

发明内容

意外地，发明人证实有可能使用预定量的碱金属盐与硫酸钙的组合从而保留或甚至增强具有高C/K比并包含炉渣的水硬性组合物的早期压缩强度（水硬性组合物混合后24小时）和长期压缩强度（水硬性组合物混合后28天）。

本发明旨在提供具有高C/K比的新型水硬性粘合剂和组合物，其具有一个或多个如下特征：

在水硬性组合物与水混合后24小时的良好的早期压缩强度，同时有可能保持或甚至增强水硬性组合物混合后28天的压缩强度；

由于熟料的量小于常规混凝土（特别是C25/30混凝土）的量，减少了与水硬性组合物的生产相关的CO₂排放（C25/30混凝土为根据EN206-1标准的混凝土，其特征在于在16cm x32cm的圆柱体上测量的混合后28天的压缩强度为至少25MPa，在15cm x15cm的立方体上测量的混合后28天的压缩强度为至少30MPa）；

相对于仅添加硫酸钙，增加了长期压缩强度（混合后28天）；

相比于现有技术的水硬性组合物的在早期和长期压缩强度之间的良好的折中，所述现有技术的水硬性组合物通常对一段时间（混合后24小时或28天）的压缩强度有积极影响但对另一时段（分别为混合后28天或24小时）的压缩强度有消极影响；

对水硬性组合物的流变性没有不利影响。

因此，本发明提供一种水硬性粘合剂，其包含以质量份计的：

（a）20至60份的波特兰熟料；

（b）20至40份的炉渣；

（c）0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；

（a）、（b）和（c）的总和等于100份；

所述粘合剂进一步包含炉渣活化剂，所述炉渣活化剂包含（例如由如下物质组成）相对于100份（a）和（b）的总和的：

1.4至6.55份的碱金属盐，用当量-Na₂O表示；和

1.1至11.0份的硫酸钙，用SO₃表示。

优选地，所述水硬性粘合剂包含20至55，更优选20至50份的波特兰熟料。

通过在高温下烧结包含石灰石和例如粘土的混合物获得波特兰熟料。其根据NF EN197-1标准中的水泥定义。

优选地，本发明所用的波特兰熟料（优选超细的波特兰熟料）的勃氏比表面积大于或等于5500，更优选大于或等于6000，最优选大于或等于6500cm²/g。

可以研磨并任选地（例如用动态分离器）分离波特兰熟料以获得例如勃氏比表面积大于或等于5500cm²/g的熟料。所述熟料可以例如在两个步骤中研磨。在第一步骤中，所述熟料可以首先研磨至3500至4000cm²/g的勃氏比表面积。被称为第二代或第三代的高效分离器可以用于此第一步骤中以分离具有所需细度的熟料和需要返回至研磨机的熟料。在第二步骤中，所述熟料可以首先通过被称为极高细度（VHF）的极高效分离器以分离勃氏比表面积大于或等于5500cm²/g的熟料粒子和勃氏比表面积小于5500cm²/g的熟料粒子。可以使用本身勃氏比表面积大于或等于5500cm²/g的熟料粒子。可以研磨勃氏比表面积小于5500cm²/g的熟料粒子直到达到所需的勃氏比表面积。在所述两个步骤中可以使用的研磨机包括，例如球磨机、立式磨机、辊压机、卧式磨机（例如）或搅拌的立式磨机（例如塔式磨机）。

优选地，根据本发明的水硬性粘合剂包含小于40份，例如20至39.5份，更优选20至35份的炉渣。

所述炉渣优选高炉炉渣，例如研磨成颗粒的高炉炉渣。优选地，所述炉渣的勃氏比表面积大于或等于3000cm²/g。

所述炉渣的细度可以增加至例如10400cm²/g或更大（例如11000cm²/g）的勃氏比表面积，以允许所用炉渣的量减少，同时保持等效的性能，特别是压缩强度。

优选地，根据本发明的水硬性粘合剂包含5至60份，更优选10至60份的无机材料。

本发明的水硬性粘合剂中所使用的所述无机材料通常为Dv90小于或等于200μm，优选Dv97小于或等于200μm的颗粒形式的矿物材料。矿物材料可以为天然的，或可以衍生自工业过程。它们包括惰性或具有低水硬性或火山灰性能的材料。它们优选对所述水硬性粘合剂的需水量、所述水硬性组合物的压缩强度，和/或加强件的抗腐蚀保护不具有消极影响。

水硬性粘合剂和水硬性组合物包含具有各种尺寸的若干不同组分。可以有利地尝试结合互相补充各自尺寸的组分，即具有最小粒子的组分可以夹在具有最大粒子的组分之间。例如，本发明中所用的所述无机材料可以用作填充材料，意指它们可以填充具有较大尺寸的颗粒的其他组分之间的空隙。

优选地，根据本发明所使用的所述无机材料为矿物添加剂。矿物添加剂例如为火山灰（例如如通过“水泥”标准NF EN197-1标准5.2.3段定义）、飞灰（例如如通过“水泥”NF EN197-1标准5.2.4段定义）、煅烧页岩（例如如通过“水泥”NF EN197-1标准5.2.5段定义）、碳酸钙（例如如通过“水泥”NF EN197-1标准5.2.6段定义的石灰石）、硅灰（例如如通过“水泥”NF EN197-1标准5.2.7段定义）、偏高岭土或它们的混合物。

优选地，所述无机材料不包含飞灰。

如果所述无机材料为飞灰，则碱金属盐的量优选小于或等于4.5份，以相对于100质量份波特兰熟料和炉渣的当量-Na₂O的质量份表示。

优选地，所述无机材料包含碳酸钙，例如石灰石，特别是压碎和/或研磨的石灰石。

尽管所述无机材料可以包含粘合材料，根据本发明的水硬性组合物的最优化（特别在成本方面）导致所述无机材料优选为惰性填料，即非粘合材料（没有水硬性或火山灰活性）。

优选地，所述碱金属盐为钠盐、钾盐或锂盐或它们的混合物，更优选为钠盐。

碱金属盐中的阴离子优选硫酸根。碱金属盐优选硫酸钠。

所述碱金属盐优选非吸湿性的。所述碱金属盐优选不为碱金属氢氧化物：氢氧化物可能有害健康，并在粉末形式时为吸湿的，这导致从空气中不期望地吸湿，造成本发明的粘合剂变为糊状。

优选地，碱金属盐的量为1.5至6份，更优选2至5.5份，最优选2.5至4.5份，以相对于100份的波特兰熟料和炉渣的当量-Na₂O的质量份表示。

确定根据本发明所使用的碱金属盐的量时必须不考虑已经存在于所述熟料中的碱金属盐。仅考虑添加的碱金属盐。

根据本发明所用的硫酸钙包括石膏（二水合硫酸钙，CaSO₄.2H₂O）、半水合物（CaSO₄.1/2H₂O）、无水石膏（无水硫酸钙，CaSO₄）或它们的混合物。石膏和无水石膏以自然状态存在。也可以使用作为某些工业过程的副产物产生的硫酸钙。

优选地，根据本发明所用的硫酸钙的量为2至10份，更优选3至9份，以相对于100份的波特兰熟料和炉渣的SO₃的质量份表示。

本发明还提供一种水硬性组合物，所述水硬性组合物包含根据本发明的水硬性粘合剂、骨料和水，优选：

-1质量份的根据本发明的水硬性粘合剂；

-2至10质量份的骨料；和

-0.25至0.7质量份的有效水。

本发明的水硬性组合物包括新鲜组合物和硬化组合物两者，例如水泥浆料、灰泥或混凝土。

所述组合物还可以包含掺合料（例如根据EN934-2、EN934-3或EN934-4标准的掺合料）和任选地矿物添加剂。

本发明的组合物中所用的骨料包括砂子（其粒子通常具有小于或等于4mm的最大尺寸（Dmax））和砾石（其粒子通常具有大于4mm的最小尺寸（Dmin）和小于或等于20mm或更大的Dmax）。

所述骨料包括钙质材料、硅质材料和硅钙质材料。它们包括天然材料、人工材料、废物材料和回收材料。所述骨料还可以包含例如木头。

所述有效水是使所述水硬性粘合剂水合所需的、并为以新鲜状态获得的水硬性组合物提供流动性的水。总水表示存在于混合物中（在混合时）的水总量，并包含有效水和可被骨料吸收的水。有效水及其计算在EN206-1标准第17页3.1.30段中讨论。

从根据NF EN1097-6标准第6页3.6段和相关附件B测量的骨料的吸收系数推知可吸收水的量。水的吸收系数是初始干燥的骨料样品随后浸入水中24小时，由于水渗透入水可接近的孔而造成的增加的质量相对于其干燥质量的比。

根据本发明的水硬性组合物优选还包含混凝土掺合料，例如促进剂、加气剂、粘性改性剂、阻滞剂、粘土惰化剂、增塑剂和/或超增塑剂。特别地，有用的是包含特别地以质量计0.05至1.5%，优选0.1至0.8%的聚羧酸盐超增塑剂。

粘土惰化剂是允许减少或防止粘土对水硬性粘合剂的性能的有害作用的化合物。粘土惰化剂包括在WO2006/032785和WO2006/032786中所描述的那些。

本说明书和所附权利要求书中所使用的术语超增塑剂应被理解为包括描述在Concrete Admixtures Handbook，Properties Science andTechnology，V.S.Ramachandran，Noyes Publications，1984中的减水剂和超增塑剂两者。

减水剂被定义为使对给定的可加工性的混凝土的混合水的量通常减少10-15%的添加剂。减水剂包括例如木素磺酸盐、羟基羧酸、碳水化合物和其他特定有机化合物，例如甘油、聚乙烯醇、铝甲基硅醇钠、磺胺酸和酪蛋白。

超增塑剂属于新类型的减水剂，化学上不同于普通减水剂并可以减少含水量约30%。超增塑剂大致分为四组：磺化萘甲醛缩合物（SNF）（通常为钠盐）；磺化三聚氰胺甲醛缩合物（SMF）；改性木质素磺酸盐（MLS）；及其他。最近的超增塑剂包括聚羧酸化合物，例如聚羧酸酯，例如聚丙烯酸酯。超增塑剂优选为新一代的超增塑剂，例如含有作为支链的聚乙二醇和主链中的羧酸官能团的共聚物，例如聚羧酸醚。也可以使用聚羧酸钠-聚磺酸盐（sodiumpolycarboxylate-polysulphonates）和聚丙烯酸钠。也可以使用磷酸衍生物。需要的超增塑剂量通常取决于水泥的反应性。反应性越低，需要的超增塑剂量越低。为了减少总碱量，超增塑剂可以以钙盐而非钠盐的形式使用。

本发明还提供一种用于制备根据本发明的水硬性组合物的方法，所述方法包括使根据本发明的水硬性粘合剂、骨料和水接触。

可以通过例如已知的方法实现混合。

根据本发明的水硬性组合物的不同组分可以一起添加或分别添加。

在本发明的一个实施方案中，所述水硬性粘合剂在第一步骤的过程中制备，所述骨料和水在第二步骤的过程中添加。

还可以使用根据EN197-1标准的CEM I型水泥或共混的水泥，所述CEM I型水泥包含波特兰熟料和硫酸钙，所述共混的水泥可以包含波特兰熟料、硫酸钙和矿物添加剂，例如炉渣和/或飞灰和/或石灰石。如果使用CEM I型水泥或共混的水泥，则必须调节每一种组分各自的量以获得根据本发明的水硬性粘合剂或水硬性组合物。

根据本发明的水硬性组合物可以在水合和硬化后成型以生产用于建筑领域的成型制品。这样的成型制品还构成本发明的特征。用于建筑领域的组分包括例如厚板、地板、砂浆底层、地基、基底、剪力墙、梁、工作面、柱、桥墩、泡沫混凝土块、管、导管、接线柱、楼梯、镶板、檐口、模型、道路系统组件（例如人行道的边缘）、屋顶瓦片、铺面（例如道路铺面）、接合石膏（例如用于墙壁）和隔离组件（隔音和/或隔热）。

本发明还提供炉渣活化剂用于增加水硬性组合物混合后24小时和/或混合后28天的压缩强度的用途，所述水硬性组合物包含骨料、水和水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂包含以质量份计的如下物质：

（a）20至60份的波特兰熟料；

（b）20至40份的炉渣；和

（c）0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；

（a）、（b）和（c）的总和等于100份；

所述炉渣活化剂包含1.4至6.55份的碱金属盐，用当量-Na₂O表示，和1.1至11.0份的硫酸钙，用SO₃表示，所有份均以质量计并且相对于100份的波特兰熟料和炉渣。

在包括所附权利要求书的本说明书中：

Dv97为粒径分布的以体积计的第97百分位；即，97%的粒子具有小于或等于Dv97的尺寸，3%的粒子具有大于Dv97的尺寸。Dv50以相似方式定义。使用Malvern MS2000激光粒度测量仪测量粒径分布和小于约200μm的粒径。测量在乙醇中实现。光源由红色He-Ne激光器（632nm）和蓝色二极管（466nm）构成。光学模型为Mie光学模型，计算矩阵为多分散型。

在每个工作进程之前通过标样（Sifraco C10二氧化硅）检查装置，所述标样的粒径分布是已知的。

用如下参数进行测量：泵速2300rpm，搅拌器速度800rpm。导入样品以产生10和20%之间的暗度。在暗度稳定后实现测量。首先应用80%的超声波1分钟以确保样品的解附聚。在约30s（用于清除可能的空气泡）后，进行测量15s（15000张分析图像）。在不清空室（cell）的情况下，重复测量至少两次以验证结果的稳定性并去除可能的气泡。

在本说明书中所给出的所有值和特定范围对应于通过超声波获得的平均值。

大于200μm的粒径通常通过筛分测定。

粉末的BET比表面积如下进行测量。以如下质量取粉末样品：对于超过30m²/g的预计比表面积，0.1至0.2g；对于10-30m²/g的预计比表面积，0.3g；对于3-10m²/g的预计比表面积，1g；对于2-3m²/g的预计比表面积，1.5g；对于1.5-2m²/g的预计比表面积，2g；对于1-1.5m²/g的预计比表面积，3g。

取决于样品体积，使用3cm³或9cm³的室。称重测量室组件（室+玻璃棒）。然后将样品加入室中：产品距离室颈部的顶部必须不小于1毫米。称重该组件（室+玻璃棒+样品）。将测量室置于脱气单元中使样品脱气。脱气参数为：对于波特兰水泥、石膏、火山灰，30分钟/45℃；对于炉渣、硅灰、飞灰、高铝水泥、石灰石，3小时/200℃；对于氧化铝对照样品，4小时/300℃。在脱气之后迅速用塞子关闭室。称重组件，并记录结果。所有称重在无塞子下进行。样品质量通过室+脱气样品的质量减去室的质量获得。

然后，在将样品置于测量单元中之后进行样品分析。分析仪为Beckman Coulter SA3100。测量基于在给定温度下（在该情况中为液氮温度，即–196℃）样品的氮气吸附。设备测量参比室的压力和样品室的压力，在所述参比室中吸附质在其饱和蒸汽压下，在所述样品室中注入已知体积的吸附质。这些测量的所得曲线为等温吸附线。在测量方法中，必须知道室的死腔体积：因此在分析之前用氦气进行该体积的测量。

输入在前计算的样品质量作为参数。BET比表面积通过利用软件从实验曲线线性回归而测定。由在比表面积为21.4m²/g的二氧化硅上进行的10次测量获得的可重复性标准偏差为0.07。由在比表面积为0.9m²/g的水泥上进行的10次测量获得的可重复性标准偏差为0.02。每两周在参比产品上进行一次对照实验。每年通过制造商提供的对照物氧化铝进行两次对照实验。

根据EN196-6标准第4段测定勃氏比表面积。通过使用测量装置测定颗粒材料的勃氏比表面积，所述测量装置包括：内径为12.7±0.1mm的圆柱体测量室；在室的底部的紧密配合的穿孔的金属盘；活塞，所述活塞在所述测量室中滑动，当压下活塞时，活塞在穿孔的盘的顶部表面至活塞的底部15mm±1mm的距离处停止；所述活塞允许空气通过；压力计，所述压力计包括U形玻璃管，其一个分支附接至所述测量室的底部，相同的分支包括一条刻线及其上方通常间隔15、70和110m的另外三条刻线和接至侧管的T接合点，所述侧管在管上最顶端的刻线上方通过阀连接至抽吸装置（例如橡胶管和吸球）。

压力计的内表面用测压液（例如邻苯二甲酸二丁酯）湿润。随后在压力计中填充测压液至最低刻线。

滤纸盘置于测量室中的穿孔的盘上；样品置于室中；第二滤纸盘置于样品上，随后使用活塞将样品压紧。

从材料的质量（m，单位g）、材料密度（ρ，单位g/cm³）和压紧的材料床的总体积（V，单位cm³）通过下式获得在测量室中的材料床的孔隙率（e）：m=ρx V x(1-e)。

材料的密度使用比重计测定。

通过测量填充空室所需的水银的量和填充待测试的样品上方的空间的量之间的差测定材料床的体积。

使用足以给出床孔隙率e=0.500的材料的量进行透气性的测量。盖住测量室的顶部，使用抽吸装置和阀将测压液的水平调节至最高刻线。随后去除盖以允许空气通过测试材料床渗透。随着空气流动通过床，测压液的水平下降。测量测压液从第三刻线下降至第二刻线的时间（t）。该程序在20±2℃和相对湿度≤65%下进行。测量每次测量的温度，并取平均值。

在第二材料样品上进行该程序，对每个样品进行两次。还在已知勃氏比表面积的三个参比材料样品上进行该程序。

使用下式计算材料的勃氏比表面积（S）：

S = \frac{ρ_{o}}{ρ} \times \frac{(1 - e_{o})}{(1 - e)} \times \frac{\sqrt{e^{3}}}{\sqrt{e_{o}^{3}}} \times \frac{\sqrt{{0.1 η}_{o}}}{\sqrt{0.1 η}} \times \frac{\sqrt{t}}{\sqrt{t_{o}}} \times S_{o}

其中：

S_o=参比材料的表面质量（cm²/g），

e=被测材料的孔隙率，

e_o=参比材料的孔隙率

t=被测材料测量的平均时间（s）

t_o=参比材料测量的三个时间的平均（s）

ρ=被测材料的密度（g/cm³），

ρ_o=参比材料的密度（g/cm³），

η=在用于被测材料的测量温度下的空气粘度（Pa）

η_o=在用于参比材料的测量温度下的空气粘度（Pa）。

在包括所附权利要求书的本说明书中，除非另有说明，百分比和份以质量计。

如下非限定性实施例阐明本发明。

具体实施方式

实施例

材料

水泥：使用两种CEM I52.5水泥（提供商Lafarge Ciment–Saint-Pierre La Cour，被称为“SPLC”）；其中之一的勃氏比表面积为7041cm²/g（Dv97=16μm），另一种的勃氏比表面积为6543cm²/g（Dv97=19μm）。

炉渣：使用来自Fos sur Mer（Fos）的工业研磨至3400cm²/g或10400cm²/g（勃氏）的炉渣。

无机材料：BET比表面积为0.86m²/g、根据NF EN933-9标准的亚甲蓝值MB_F为0.3g/100g的石灰石（BL200，供应商Omya）。

硫酸钙：使用来自Lafarge quarry of Mazan的研磨至Dv50为6μm或4.5μm的无水石膏II。

碱金属盐：以粉末形式的Na₂SO₄（无水）（纯度99.98%；供应商VWR）。

掺合料：以商品名Prelom300销售的增塑剂（由BASF提供的聚羧酸盐）。

骨料：（全部由Lafarge提供）：

–砂子0/5R St Bonnet quarry；

–砾石6.3/10CC Cassis quarry；

–砂子0/1R St Bonnet quarry；

–砾石5/10Cassis quarry；

（每种骨料的特点在于两个数字：第一个对应于如XPP18-545标准中定义的“d”，第二个对应于如XPP18-545标准中定义的“D”）；

根据本发明的水硬性组合物的配方

下表1和2中的配方为根据本发明的混凝土组合物（组合物1至9），参比配方为没有硫酸盐且没有碱金属盐的对照（对照1和对照2）。所用的材料为上文所述的那些。

被测混凝土根据下文所述的方案制造：

1)将骨料，随后将其他粉末（水泥、炉渣、石灰石、无水石膏II和Na₂SO₄）引入具有10L容量的桶和厚度为12mm的“鼠尾草叶”形增强刃的行星式混合器Rayneri R201的混合碗中；混合前将原材料在20℃下保存至少24小时；

2)以速度1混合30秒；

3)在单一操作中停止搅拌，打开防护网，引入包含掺合料的混合水（在20℃下回火）；

4)闭合防护网，以速度1重新开始混合；

5)混合4分钟后，停止混合器，混合完成。

根据本发明的混凝土的性能

配方的压缩强度根据EN12390-3标准测量。压缩强度用圆柱体样品测量，所述圆柱体样品具有70-mm的直径和2的高径比，并根据EN12390-2标准制造和保持。对于28天的压缩强度，在测量前根据EN12390-3标准修正样品。对于24小时的压缩强度，在测量前根据EN12390-3标准的硫灰泥方法亚硫酸化样品。所用的压机（ControlabC12004，250kN，1级）根据EN12390-4标准。以3.85kN/s的速度进行载荷直至压缩破裂（即对于直径为70-mm的圆柱体样品的1MPa/s的速度）。

压缩强度的测量结果显示在下文的表1和2中。这些结果为三次测量的平均偏差，四舍五入至最接近的十分之一。

表1：参比配方（对照1）和根据本发明的包含勃氏比表面积为3400cm²/g的炉渣的配方（组合物1、组合物2和组合物3）的详细组成和压缩强度（Rc）

除非另外指出，表1和2中的所有量以克表示。

在上文表1中所述的每种组合物进一步包含：

-920g的砂子0/5R St Bonnet；

-920g的砾石6.3/10CC cassis；

-120g的水泥SPLC（Dv97=16μm），其包含117.4g的波特兰熟料、2.0g的半水合物和0.6g的石膏；

-120g的炉渣Fos3400cm²/g；

-163.1g的有效水；和

-3.1g的Prelom300。

根据上文表1，将硫酸钙和碱金属盐添加至组合物造成组合物混合后24小时和混合后28天的压缩强度增加。

表2：参比配方（对照2）和根据本发明的包含勃氏比表面积为10400cm²/g的炉渣的配方（组合物4、组合物5、组合物6、组合物7、组合物8和组合物9）的详细组成和压缩强度（Rc）

在上文表1和表2中，根据下式测定当量-Na₂O的量（以克计）：

Na₂Oeq=Na₂O+(0.658x K₂O)+(2.08x Li₂O)

其中Na₂O、K₂O和Li₂O分别表示由碱金属盐带来的Na₂O、K₂O和Li₂O的质量（以克计）。

在上文表1和表2中，SO₃的量（以克计）通过考虑如下事实测定：在化学式为CaSO₄·2H₂O的石膏中SO₃的质量占总质量的46.5%。相似地，在化学式为CaSO₄·1/2H₂O的半水合物中SO₃的质量占总质量的55.2%。相似地，在化学式为CaSO₄的无水石膏中SO₃的质量占总质量的58.8%。

在上文中表2中所述的每种组合物进一步包含：

-596g的砂子0/1R St Bonnet；

-271g的砂子0/5R St Bonnet；

-869g的砾石5/10cassis；

-80g的炉渣Fos10400cm²/g；和

-156.4g的有效水。

根据上文表2，将硫酸钙和碱金属盐添加至组合物造成组合物混合后24小时和混合后28天的压缩强度增加。

组合物7、8和9包含非Na₂SO₄的碱金属盐（分别为Li₂SO₄、K₂SO₄和NaCl）。在每种情况中，可以获得大于参比组合物对照2的压缩强度（混合后24小时为2.7MPa，混合后28天为28.6MPa）的混合后24小时的压缩强度（分别为7.8、5.8和6.5MPa）和混合后28天的压缩强度（分别为31.4、32.6和30.5MPa）。

Claims

1.水硬性粘合剂，其包含以质量份计的：

(a)20至60份的波特兰熟料；

(b)20至40份的炉渣；和

(c)0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；

所述无机材料包括火山灰、煅烧页岩、碳酸钙、硅灰、偏高岭土或其混合物；

(a)、(b)和(c)的总和等于100份；

所述粘合剂进一步包含炉渣活化剂，所述炉渣活化剂包含相对于100份(a)和(b)的总和的：

1.4至6.55份的碱金属盐，用当量-Na₂O表示；和

1.1至11.0份的硫酸钙，用SO₃表示；

所述粘合剂不包含飞灰。

2.根据权利要求1所述的水硬性粘合剂，其中所述波特兰熟料的勃氏比表面积大于或等于5500cm²/g。

3.根据权利要求1或2所述的水硬性粘合剂，其中所述碱金属盐为硫酸钠。

4.根据权利要求1或2所述的水硬性粘合剂，其中所述无机材料包括碳酸钙。

5.根据权利要求1或2所述的水硬性粘合剂，其中不包含碱金属氢氧化物。

6.包含根据权利要求1或2所述的水硬性粘合剂、骨料和水的水硬性组合物。

7.用于制备根据权利要求6所述的水硬性组合物的方法，所述方法包括使根据权利要求1至5中任一项所述的水硬性粘合剂、骨料和水接触。

8.用于建筑领域的包含根据权利要求1至5中任一项所述的水硬性粘合剂的成型制品。

9.炉渣活化剂用于增加水硬性组合物混合后24小时和/或混合后28天的压缩强度的用途，所述水硬性组合物包含骨料、水和水硬性粘合剂，所述水硬性粘合剂包含以质量份计的如下物质：

(a)20至60份的波特兰熟料；

(b)20至40份的炉渣；和

(c)0至60份的非熟料和非炉渣的无机材料；

(a)、(b)和(c)的总和等于100份；

所述粘合剂不包含飞灰；