CN117279875A - 用于炼钢炉渣与水反应的促进剂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及炼钢炉渣与水反应的促进剂。所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或它们的混合物。本发明还涉及包含炼钢炉渣和所述促进剂的粘结剂及其在建筑材料中的用途。
Description
技术领域
本发明涉及用于炼钢炉渣与水反应的促进剂。本发明还涉及包含炼钢炉渣和促进剂的粘结剂及其在建筑材料中的用途。
发明背景
水泥基建筑材料,尤其是混凝土或砂浆,都依赖水泥基材料作为粘结剂。水泥基粘结剂通常是矿物水硬性粘结剂,其中最常见的是水泥,特别是普通波特兰水泥(OPC)。然而,水泥,特别是普通波特兰水泥的使用对环境的影响很大。其中一个主要原因是与水泥生产相关的高CO2排放。因此,人们做出了许多努力以至少部分替代水泥作为建筑材料的粘结剂。
一种可能的方法是使用具有粘结特性的材料、火山灰和/或潜在水硬性材料来替代水泥。炉渣就是一种特别有吸引力的材料,因为它是各种冶金工艺,特别是炼铁和炼钢过程中产生的大量副产品。
一种特殊的炉渣是磨碎的颗粒化高炉炉渣(GGBS)。GGBS是将高炉中的熔融铁渣在水或蒸汽中淬火,生成玻璃状颗粒产品,然后将其干燥并研磨成细粉。
另一种特定的炼钢炉渣是转炉炉渣,也称为碱性氧气炉(BOF)炉渣。BOF炉渣是在炼钢过程中当生铁在转炉中被氧气氧化以降低生铁中的碳含量时产生的。
众所周知,在炉渣尤其是GGBS领域中,需要经过活化才能发挥其水硬性粘结剂作用。
例如,WO 2017/198930(Saint Gobain Weber)教导了一种基于GGBS的粘结剂,通过添加硫酸钙和细碳酸盐材料或硅酸盐材料来促进粘结。
WO2019/110134(Ecocem)公开了具有用于炉渣/水反应的活化剂的基于炉渣的粘结剂,所述活化剂选自碱金属碳酸盐、矿物废料、硅灰、稻壳灰和/或磷酸。可溶性氯化物、氟化物和/或硫酸盐可作为合适的辅助活化剂。此外,还公开了选自膦酸盐、磷酸盐、羧酸盐和胺的螯合剂。
WO2020/188070(Tata Steel)公开了一种含有螯合剂的矿渣混合物,所述螯合剂选自聚羧酸,最优选是柠檬酸盐,可用作活化剂和超塑化剂。
JP 2000169212(Nippon Kokan)教导了选自三乙醇胺、三异丙醇胺或苯酚的螯合剂可作为炼钢炉渣的活化剂。
在水硬性固化组合物中,仍然需要可用作粘结剂的矿渣替代促进剂。特别是,仍然需要对各种矿渣(尤其是GGBS和BOF矿渣)有效且使用安全的促进剂。通常情况下,应避免使用在处理过程中导致高粉尘排放的促进剂和/或碱性很强的化学品。
发明概述
本发明的目的是提供炉渣(尤其是GGBS和BOF炉渣)与水反应的促进剂。具体来说,这种促进剂应具有高活化潜能、可用性好、碱度低和操作安全等特点。
本发明的另一个目的是提供基于炉渣的粘结剂,可用于替代基于OPC的粘结剂。
本发明的另一个目的是提供基于炉渣的粘结剂的建筑材料,特别是混凝土和砂浆组合物。
已令人惊奇地发现,选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸及其盐、氨基酸及其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物的化学品,是炼钢炉渣与水反应的合适促进剂。
因此,本发明涉及炼钢炉渣与水反应的促进剂的用途,所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸及其盐、氨基酸及其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物。
已发现,本发明的促进剂可提高包含炼钢炉渣、水和促进剂的混合物的强度,尤其是根据EN12190标准测量的抗压强度,与相同比例但未添加促进剂的炼钢炉渣和水的混合物的强度(尤其是抗压强度)相比,在给定时间后并在相同时间后测量的强度更高。时间总是从向炼钢炉渣加水的点开始测量。
还已发现,本发明的促进剂可对炼钢炉渣与水的混合物的流变性产生积极影响。这里所说的积极影响是指,包含炼钢炉渣、水和促进剂的混合物的粘度低于相同比例但未添加促进剂的炼钢炉渣和水的混合物的粘度。
还已发现,本发明的促进剂可对炼钢炉渣与水的混合物的需水量产生积极影响。这里所说的积极影响是指,在混合包含炼钢炉渣、水和促进剂的混合物后,达到给定稠度的需水量低于达到相同稠度的相同比例但未添加促进剂的炼钢炉渣和水的混合物的需水量。
还已发现,本发明的促进剂可对湿混合后流动性随时间的衰减产生积极影响。这里所说的积极影响是指,包含炼钢炉渣、水和促进剂的混合物的流动性损失,与相同比例但未添加促进剂的炼钢炉渣和水的混合物的流动性损失相比要低。
本发明的其他方面是独立权利要求的主题。本发明的优选实施方案是从属权利要求的主题。
实施本发明的详细方法
在第一方面,本发明涉及促进剂用于炼钢炉渣与水反应的用途,所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸及其盐、氨基酸及其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物。
本文中的炼钢炉渣是炼钢过程中产生的副产品。在本文中,铁渣,尤其是炉渣,也被视为炼钢炉渣。例如,在Thomas工艺、Linz-Donawitz工艺、Siemens-Martin工艺或电弧炉中将铁转化为钢时会产生炼钢炉渣。当用氧气处理热生铁以除去碳和其他与氧气亲和力高于铁的元素时,会产生炼钢炉渣。通常,在此过程中会加入助熔剂和/或固定杂质的元素,如石灰石或白云石。助熔剂和固定助剂与硅酸盐和氧化物结合形成液体炉渣。然后将液体炉渣从粗钢中分离出来,并在坑或地槽中冷却,形成结晶或部分结晶的炼钢炉渣。可对经冷却的炉渣进行粉碎、研磨和筛分,以达到所需的细度。本发明的炼钢炉渣优选是在热态或冷却过程中未经额外处理的炉渣类型。
炼钢炉渣的粒径可通过筛分分析法进行分析,如标准ASTMC136/C136M中所述。这种方法是将材料通过一系列不同网孔大小的筛子,将细小颗粒与较粗颗粒分离开来。待分析的材料通过一系列依次递减的筛子,利用单一或组合的水平、垂直或旋转运动进行振动。因此,可以得出特定大小的筛子上保留的颗粒百分比。
衡量炼钢炉渣细度的另一个量度是Blaine表面积。Blaine表面积可根据NF EN196-6确定。根据优选的实施方案,炼钢炉渣的Blaine表面积在1000-8000cm2/g之间,优选2000-6000cm2/g,更优选3000-5000cm2/g。这是因为促进剂会促进炼钢炉渣与水的反应至某种程度以至于也可以使用较粗的炉渣。与细炉渣相比,粗炉渣具有更容易获得和成本更低的优点。不过,也可以使用比表面积较高的炼钢炉渣。
炼钢炉渣可以是炼钢过程中产生的任何炉渣。尤其是颗粒化的高炉炉渣(GBBS)、碱性氧气炉渣(BOF炉渣)、钢水包炉渣或电弧炉炉渣中的任何一种。
在本文中,非常优选类型的炼钢炉炉渣是碱性氧气炉炉渣(BOF炉渣)。根据实施方案,炼钢炉渣是碱性氧气炉炉渣。碱性氧气炉炉渣的另一个通用名称是碱性氧气炉渣(BOS)。根据ASTM D5381-93中的描述,可通过XRF测定BOF炉渣的化学组成。典型的BOF炉渣的化学组成为:27-60wt.-%的CaO、8-38wt.-%的铁氧化物、7-25wt.-%的SiO2、1-15wt.-%的MgO、1-8wt.-%的Al2O3、0.5-8wt.-%的MnO、0.05-5wt.-%的P2O5,以及小于1wt.-%的一些次要成分,特别是Ti、Na、K和Cr的氧化物。BOF炉渣的化学组成可能因钢厂和碱性氧气炉的操作参数而异。特别优选的BOF炉渣的化学组成为:35-55wt.-%的CaO、10-30wt.-%的铁氧化物、10-20wt.-%的SiO2、2-10wt.-%的MgO、1-5wt.-%的Al2O3、0.5-5wt.-%的MnO,0.5-3wt.-%的P2O5,以及小于1wt.-%的一些次要成分,特别是Ti、Na、K和Cr的氧化物。
一种优选的炼钢炉渣,尤其是碱性氧气炉炉渣,相对于炼钢炉渣的总干重而言,以Fe2O3表示的铁氧化物含量为8-38wt.-%,优选是10-30wt.-%,以SO3表示的硫含量为<1wt%,优选<0.5wt.-%,尤其<0.1wt.-%。
特别优选的是,炼钢炉炉渣中硅酸二钙(C2S,二钙硅酸盐)的含量不超过炉渣总干重的66wt.-%。
根据具体的实施方案,与是碱性氧气炉渣的所述炼钢炉渣一起使用的是不同于是碱性氧气炉渣的所述炼钢炉渣的第二炉渣,优选是磨碎的颗粒化高炉炉渣。
本发明涉及用于炼钢炉渣与水反应的促进剂。当炼钢炉渣与水反应时,会发生水化反应,形成不同的矿物相。因此,水和炉渣被消耗,进行硬化,强度得到提高。因此,测量炼钢炉渣与水反应的合适方法是测量强度,尤其是抗压强度。抗压强度越高,反应进程越快,即形成的矿物相越多。因此,可以通过比较不同混合物在给定反应时间(例如2天、7天和/或28天)后的强度(尤其是抗压强度)来确定炼钢炉渣与水反应的加速度。用于炼钢炉渣与水反应的促进剂会导致包含炼钢炉渣、水和促进剂的混合物在给定时间后的强度,特别是抗压强度,与以相同比例但未添加促进剂的炼钢炉渣和水的混合物在相同时间后测量的强度,特别是抗压强度相比有所提高。时间总是从向炼钢炉渣加水开始测量。EN 12190中描述了测量抗压强度的合适程序。
用于炼钢炉渣与水反应的促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸及其盐、氨基酸及其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或它们的混合物。
一种合适的促进剂是烷醇胺。烷醇胺优选选自:单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺(TIPA)、N-甲基二异丙醇胺(MDIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、四羟乙基乙二胺(THEED)和四羟基异丙基乙二胺(THIPD)以及上述两种或更多种烷醇胺的混合物。
优选的烷醇胺是三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)和乙醇二异丙醇胺(EDIPA)。特别优选的烷醇胺是二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和三异丙醇胺(TIPA)。
另一种合适的促进剂是糖。本发明所指的"糖"是具有醛基的碳水化合物。在特别优选的实施方案中,糖属于单糖或二糖。糖的实例包括但不限于甘油醛、苏阿糖、赤藓糖、木糖、莱苏糖、核糖、阿拉伯糖、阿洛糖、阿卓糖、葡萄糖、甘露糖、古洛糖、艾杜糖、半乳糖、塔洛糖、果糖、山梨糖、乳糖、麦芽糖、蔗糖、乳果糖、海藻糖、纤维生物糖、壳二糖、异麦芽糖、帕拉丁糖、甘露二糖、棉子糖和木二糖。糖还可以以糊精、糖糟或糖蜜的形式使用。D-型和L-型糖同样也是优选的。特别优选的糖是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、糖糟和糖蜜。
另一种合适的促进剂是糖酸或其盐。在本发明中,"糖酸"是一种具有羧基的单糖。它可以属于醛糖酸、乌索酸、糖醛酸或糖二酸中的任何一种。优选是醛糖酸。与本发明有关的糖酸包括但不限于,葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸和糖酸。糖酸可以是游离酸的形式,也可以是盐的形式。根据实施方案,糖酸的盐可以是元素周期表中Ia、IIa、Ib、IIb、IVb、VIIIb族金属的盐。优选的糖酸盐是碱金属、碱土金属、铁、钴、铜或锌的盐。尤其优选的是钠、钾和钙盐。D-型和L-型糖酸也同样是优选的。特别优选的糖酸是葡萄糖酸及其盐,尤其是葡萄糖酸钠。
另一种合适的促进剂是氨基酸或其盐。氨基酸优选选自甘氨酸、赖氨酸、谷氨酸盐、谷氨酸、天冬氨酸、多天冬氨酸、蛋氨酸、次氮基三乙酸(NTA)、亚氨基二丁二酸、甲基甘氨酸-N,N-二乙酸和N,N-双(羧酸基甲基)谷氨酸、乙二胺二丁二酸(EDDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、六甲基二胺四乙酸(HEDTA)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)或它们的盐。特别优选碱金属或碱土金属的盐。特别是,盐选自N,N-双(羧酸基甲基)谷氨酸四钠、甲基甘氨酸-N,N-二乙酸三钠、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、乙二胺二丁二酸三钠、乙二胺四乙酸四钠和六甲基二胺四乙酸四钠。
另一种合适的促进剂是羧酸或其盐。术语"羧酸"是指任何带有羧酸或羧酸基的有机分子,上述糖酸或上述氨基酸除外。特别优选的羧酸是甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸和水杨酸。羧酸可以是游离酸的形式,也可以是盐的形式。根据实施方案,羧酸的盐可以是元素周期表中Ia、IIa、Ib、IIb、IVb、VIIIb族金属的盐。优选的羧酸盐是碱金属、碱土金属、铁、钴、铜或锌的盐。尤其是钠、钾和钙的盐。优选的羧酸盐有丙二酸钙、丁二酸钙、乳酸钙、柠檬酸钾和柠檬酸钠。
另一种合适的促进剂是还原剂。在本文中,还原剂是指在标准条件下,根据标准参考氢半电池测得的还原电位低于0.77V的材料。也就是说,合适的还原剂的半电池电位低于Fe3+/Fe2+偶合电位。还原剂优选选自硫代硫酸盐、硫代氰酸盐和硫化物,优选选自硫代硫酸钠或硫化钾。在本文中,还原剂不属于上述烷醇胺、糖、糖酸、羧酸及其盐、或氨基酸及其盐中的任何一组。
其他合适的促进剂包括磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)和羟乙磷酸。
另一种合适的促进剂是矿物盐。在本文中,矿物盐是选自碱金属或土碱金属硝酸盐、碱金属或土碱金属亚硝酸盐、碱金属或土碱金属氯化物、硫酸铝、氯化铝和硫酸钙的盐。特别优选的矿物盐是亚硝酸钙、硝酸钙、氯化钙、氯化镁、硫酸铝、氯化铝和硫酸钙。
根据实施方案,促进剂选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、糖糟、糖蜜、葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、多天冬氨酸、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、二乙烯三胺五乙酸(DTMA)、次氮基三乙酸(NTA)、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、亚硝酸钙、硝酸钙、氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫代硫酸盐(尤其是硫代硫酸钠)、硫代氰酸盐和硫化物(尤其是硫化钾)。
根据特别优选的实施方案,促进剂选自二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、乳酸、乳酸钙、草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、甘氨酸、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)和硫酸钙。
根据进一步优选的实施方案,促进剂是两种烷醇胺或一种烷醇胺与至少一种不同于烷醇胺的促进剂的混合物。
根据特别优选的实施方案,促进剂是二乙醇异丙醇胺(DEIPA)和三异丙醇胺(TIPA)的混合物。
根据进一步的实施方案,促进剂是以下的烷醇胺与另一种促进剂的混合物,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,所述另一种促进剂选自果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、糖糟、糖蜜、葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、多天冬氨酸、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、二乙烯三胺五乙酸(DTMA)、次氮基三乙酸(NTA)、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、亚硝酸钙、硝酸钙、氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫代硫酸盐(尤其是硫代硫酸钠)、硫代氰酸盐和硫化物(尤其是硫化钾)。
本发明的促进剂的优选实施方案是TIPA和/或DEIPA与乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、磺酰胺酸或它们的盐、焦儿茶酚、糖类(尤其是果糖)、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、氯化钙和硫酸钙中的至少一种的混合物。
特别优选的本发明促进剂是TIPA和/或DEIPA与糖(优选是果糖)的混合物。
本发明的促进剂的其他特别优选的实施方案是TIPA和/或DEIPA与柠檬酸或其盐的混合物,特别是与柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾或柠檬酸钙的混合物。
根据进一步的实施方案,促进剂是烷醇胺和两种其他促进剂的混合物,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,所述两种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,特别是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,第二种其他促进剂选自矿物盐和还原剂,优选氯化钙、氯化镁、第一种促进剂选自糖,特别是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖;第二种促进剂选自矿物盐和还原剂,优选氯化钙、氯化镁、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫酸钙、硫代硫酸钠和硫化钾。
本发明促进剂的其他特别优选的实施方案是TIPA和/或DEIPA与糖(优选果糖)和与羧酸或其盐(优选柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸钾或柠檬酸钙)的混合物。
本发明促进剂的其他特别优选实施方案是TIPA和/或DEIPA与糖(优选果糖)与硫酸铝或亚硝酸钙的混合物。
本发明促进剂的其他特别优选实施方案是TIPA和/或DEIPA与硫酸钙或硝酸钙的混合物。
根据进一步的实施方案,促进剂是烷醇胺和两种其他促进剂的混合物,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,所述两种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,特别是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,第二种其他促进剂选自糖酸、羧酸和磺酰胺酸、特别是葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸及其钠盐、钾盐或钙盐。
根据进一步的实施方案,促进剂是烷醇胺和三种其他促进剂的混合物,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,所述三种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,特别是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,第二种其他促进剂选自糖酸、羧酸和磺酰胺酸、特别是葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐,和第三种其他促进剂选自矿物盐和还原剂,优选氯化钙、氯化镁、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫酸钙、硫代硫酸钠和硫化钾。
根据实施方案,本发明的促进剂以纯的、未稀释的形式使用。
根据不同的实施方案,本发明的促进剂可用作混合物或混合物的一部分。混合物包含促进剂或促进剂以及任选其他成分的混合物。这些其他成分可以例如是溶剂,特别是水、杀菌剂或颜料。因此,本发明的促进剂也可以分散或溶解状态使用,特别是分散或溶解在水中。
当本发明的促进剂是上述两种或更多种促进剂的混合物或使用混合物时,促进剂或混合物可以是单组分、双组分或多组分组合物。这意味着构成本发明的促进剂或混合物的各个成分可以以已经混合状态存在于一个容器中,形成单组分组合物。促进剂也可以存在于两个或更多个在空间上分开的容器中,形成双组分或多组分组合物。这可能对促进剂混合物的保质期有好处。这也有利于促进剂与炼钢炉渣和水以不同比例混合。当本发明的促进剂存在于双组分或多组分组合物中时,它们可以预先混合,或在同一时间点单独添加,或在不同时间点单独添加。
根据实施方案,本发明的促进剂添加总量为0.005-25wt.-%,相对于炉渣的总干重量。总量是指存在的所有促进剂的总和wt.-%。
根据优选的实施方案,烷醇胺的总添加量,相对于炉渣的总干重为0.005-5wt-.%,优选为0.01-3wt-.%。
根据优选的实施方案,相对于炉渣的总干重,糖的总添加量在0.005-5wt.-%之间,优选0.01-3wt.-%。
根据优选的实施方案,相对于炉渣的总干重,羧酸的总添加量在0.005-5wt.-%之间,优选0.01-3wt.-%。
根据优选的实施方案,氨基酸的总添加量相对于炉渣的总干重在0.005-5wt.-%之间,优选0.01-3wt.-%。
根据优选的实施方案,相对于炉渣的总干重,还原剂的总添加量在0.05-10wt.-%之间,优选0.1-6wt.-%。
根据优选的实施方案,相对于炉渣的总干重,矿物盐的总添加量在0.005-25wt.-%之间,优选0.1-10wt.-%或2-25wt.-%,更优选0.1-6wt.-%或10-25wt.-%。2-25wt.-%,优选10-25wt.-%,特别是指使用硫酸铝或硫酸钙作为矿物盐。
根据实施方案,磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、三次氮基(甲基膦酸)和羟乙磷酸中任何一种的添加量相对于炉渣的总干重在0.05-10wt.-%之间,优选0.1-6wt.-%。
已发现,相对于炼钢炉渣而言,过高的促进剂用量会降低加速效果。
在使用上述两种或更多种促进剂的混合物时,优选使用以下任何一种(如存在)的重量比,
-烷醇胺与糖;
-烷醇胺与羧酸;
-烷醇胺与氨基酸;
-糖与氨基酸;
-羧酸与氨基酸;或
-烷醇胺、糖、羧酸和氨基酸与磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)和羟乙磷酸中的任何一种,
在1:50至50:1的范围内,优选1:20至20:1,
在使用上述两种或更多种促进剂的混合物时,优选烷醇胺、糖、羧酸、氨基酸、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)和羟乙磷酸与矿物盐和还原剂的任何选择或组合(如存在)的重量比在1:5000至1:1000的范围内,优选1:2500至1:1000。
在另一方面,本发明还涉及基于炉渣的粘结剂,优选用作混凝土或砂浆中的粘结剂,所述粘结剂包含或由以下组成:
a)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
b)至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂、所述促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐、或其混合物,
c)任选的不同于a)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉炉渣,
d)任选的至少一种助粘结剂,
e)任选的不同于b)的其他添加剂。
应该理解的是,上述优选的任何实施方案,特别是与炼钢炉渣和至少一种促进剂有关的实施方案,也适用于本发明的基于炉渣的粘结剂。
根据某些实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含促进剂,该促进剂选自二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、乳酸、乳酸钙、草酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、葡萄糖酸、葡萄糖酸钠、甘氨酸、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、次氮基三乙酸(NTA)和硫酸钙。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含促进剂,它是二乙异丙醇胺(DEIPA)和三异丙醇胺(TIPA)的混合物。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含促进剂,该促进剂是烷醇胺的混合物,该烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,以及选自以下的促进剂:乳酸、苹果酸、酒石酸、柠檬酸、丙二酸、丁二酸、己二酸、甘氨酸、磺酰胺酸或其盐、焦儿茶酚、糖(特别是果糖)、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、氯化钙和硫酸钙。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含促进剂,它是烷醇胺的混合物,该烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和/或甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,和两种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,尤其是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,第二种其他促进剂选自矿物盐,尤其是氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸铝、氯化铝和硫酸钙。
在本文中,助粘结剂选自水泥、石膏、石灰、煅烧氧化镁、苛性氧化镁、氧化铝、潜在水硬性粘结剂和/或火山灰。水泥尤其可以是标准EN197-1中所述的CEM I、CEMII和CEM IV型波特兰水泥(CEM II/A-S和CEMII/B-S除外),铝酸钙水泥和/或硫铝酸钙水泥如标准EN14647中所述。术语"石膏"是指包括各种形式的CaSO4,特别是无水石膏CaSO4、半水石膏α-和β-CaSO4以及二水石膏CaSO4。术语"石灰"包括标准EN 459-1:2015中所述的天然水硬石灰、配制石灰、水硬性石灰和气石灰。术语"氧化铝"是指氧化铝、氢氧化铝和/或氧化铝-氢氧化物,如三水铝矿和勃姆石、煅烧或闪速煅烧氧化铝、Bayer工艺制得的氧化铝、可水合氧化铝,如无定形中间相氧化铝和Rho相氧化铝。火山灰和潜在水硬性材料优选选自粘土(可以是粗粘土或煅烧粘土,特别是偏高岭土)、或窑灰、微硅石、粉煤灰、热解二氧化硅、沉淀二氧化硅、硅灰、钠钙玻璃、硼钙玻璃、沸石、稻壳灰、烧油页岩和天然火山灰(如浮石和火山土)。在本文中,火山灰和潜在水硬性粘结剂并不包括炼钢炉渣。优选地,助粘结剂选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏、水硬性石灰、空气石灰、煅烧镁砂、苛性氧化镁、煅烧氧化铝、水合氧化铝、氢氧化铝、火山灰(尤其是粘土)、热解二氧化硅、硅灰、粉煤灰和潜在水硬性粘结剂,其中火山灰和潜在水硬性粘结剂不包括炼钢炉渣。特别优选的是,助粘结剂选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏、硫酸钙、石灰、煅烧粘土、磨碎的碳酸钙、火山灰、硅灰、粉煤灰、苛性氧化镁和潜在水硬性粘结剂,其中火山灰和潜在水硬性粘结剂不包括炼钢炉渣。
特别优选的助粘结剂组合:煅烧粘土或粗粘土与硫酸钙的组合;波特兰水泥或硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与硫酸钙的组合;硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与波特兰水泥的组合;硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与波特兰水泥和硫酸钙的组合;硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与石灰的组合;波特兰水泥与硫酸钙的组合;硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与波特兰水泥和硫酸钙的组合;硫铝酸钙水泥或铝酸钙水泥与石灰的组合;波特兰水泥与硫酸钙和煅烧粘土的组合;以及煅烧粘土或粗粘土与波特兰水泥的组合。
根据实施方案,在存在助粘结剂的情况下,在基于炉渣的粘结剂中,炼钢炉渣(尤其是碱性氧气炉炉渣)与助粘结剂的重量比在1:19-19:1之间,优选1:9-15:1,更优选1:6-12:1,更优选1:5-9:1,高度优选1:3-6:1,尤其是1:1-5:1。
任选地,本发明的基于炉渣的粘结剂还包括不同于用于炼钢炉渣与水反应的促进剂的其他添加剂。根据实施方案,这些其他添加剂选自塑化剂、超塑化剂、减缩剂、引气剂、脱气剂、稳定剂、粘度调节剂、增稠剂、减水剂、缓凝剂、阻水剂、纤维、发泡剂、消泡剂、可再分散聚合物粉末、除尘剂、铬酸盐还原剂、颜料、杀菌剂、缓蚀剂和钢钝化剂。
根据一些实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:(在每种情况下相对于基于炉渣的粘结剂的总干重)
a)75-99.995wt-.%,优选95-99.99wt-.%,至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
b)0.005-25wt-.%,优选0.01-5wt-.%,用于炼钢炉渣与水反应的至少一种促进剂,
其中所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:(在每种情况下相对于基于炉渣的粘结剂的总干重)
a)74.9-99.895wt-.%,优选74.99-99.89wt-.%的至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣;
b)0.005-25wt-.%,优选0.01-5wt-.%的至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂;
c)0.1-25wt-.%的选自粘土或石灰的助粘结剂,
其中所述促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:(在每种情况下相对于基于炉渣的粘结剂的总干重)
a)74.9-99.895wt-.%,优选74.99-99.89wt-.%的至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣;
b)0.005-25wt-.%,优选0.01-5wt-.%的至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂;
c)0.1-25wt-.%选自硫铝酸钙水泥的助粘结剂,
其中所述促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物。
根据进一步的实施方案,本发明的基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:(在每种情况下相对于基于炉渣的粘结剂的总干重)
a)49.995-99.895wt-.%,优选49.99-99.89wt-.%的至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣;
b)0.005-25wt-.%,优选0.01-5wt-.%的至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂;
c)0.1-50wt-.%的助粘结剂,选自粘土与硫酸钙的组合,或铝酸钙水泥与硫酸钙的组合,或硫铝酸钙水泥与硫酸钙的组合,
其中所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或它们的混合物。
在上述任何一个实施方案中,优选的促进剂都与上文所述的相同。
在另一个方面,本发明还涉及建筑材料,特别是包含上述基于炉渣的粘结剂的砂浆或混凝土。
因此,特别是本发明还涉及建筑材料,优选混凝土或砂浆组合物,其中包含或由以下组成(在每种情况下,相对于建筑材料的总干重)
a)5-95wt-.%,优选5-60wt-.%的基于炉渣的粘结剂,所述基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:
a1)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
a2)至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂,所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物,优选选自如上所述的促进剂,
a3)任选的不同a1)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉炉渣,
b)5-95wt-.%,优选30-90wt-.%的至少一种集料,
c)0-90wt-.%,优选5-30wt-.%的至少一种助粘结剂,所述助粘结剂不同于基于炉渣的粘结剂a),且所述助粘结剂选自水泥、石膏、石灰、煅烧氧化镁、苛性氧化镁、氧化铝、潜在水硬性粘结剂和/或火山灰,
d)0-10wt-.%的其他添加剂,以及
e)任选的水,水的量为使水与干燥成分的质量比介于0.1-0.6之间,优选为0.2-0.5之间,尤其是0.2-0.35之间。
基于炉渣的粘结剂、助粘结剂和其他添加剂优选如上所述。在本发明的建筑材料中,优选能结合两种或更多种的其他添加剂。因此,本发明的建筑材料包括上述炼钢炉渣和一种促进剂,该促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)和羟乙磷酸、碱金属或土碱金属硝酸盐或亚硝酸盐或氯化物、硫酸铝、氯化铝、硫酸钙或它们的混合物。
根据优选的实施方案,建筑材料包含至少一种助粘结剂,含量为5-90wt-.%,优选5-30wt-.%,助粘结剂选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏、硫酸钙、石灰、煅烧粘土、研磨碳酸钙、火山灰、硅灰、粉煤灰、苛性氧化镁和潜在水硬性粘结剂,其中火山灰和潜在水硬性粘结剂不包括炉渣。
集料可以是在粘结剂水化反应中不发生反应的任何材料。集料可以是任何通常用于建筑材料的集料。例如,典型的集料有岩石、碎石、砾石、砂,特别是石英砂、河砂和/或人造砂、再生混凝土、玻璃、膨胀玻璃、空心玻璃珠、玻璃陶瓷、火山岩、浮石、珍珠岩、蛭石、采石场废料、生土、烧土或熔土或烧粘土、瓷器、电熔或烧结磨料、烧结载体、硅氧凝胶。集料也可以是细集料或填料,如磨碎的石灰石、磨碎的白云石和/或磨碎的氧化铝。适用于本发明的集料可以是任何形状和尺寸的集料。特别优选的集料是砂。砂是一种天然形成的颗粒材料,由细碎的岩石或矿物颗粒构成。它有各种形状和大小。合适的砂有石英砂、石灰石砂、河砂或碎集料。例如,标准ASTM C778或EN196-1对合适的砂进行了描述。
根据实施方案,集料也可以是以下(i)-(v)中的一种或多种:
(i)生物源材料,优选植物源材料,更优选主要由纤维素和/或木质素构成的植物源的生物源材料,特别是源自大麻、亚麻、谷物秸秆、燕麦、水稻、油菜、玉米、高粱、亚麻、马齿苋、稻壳、甘蔗、向日葵、槿叶、椰子、橄榄石、竹子、木材或其混合物,根据实施方案,植物来源的生物源材料具有确定的形式,优选选自纤维、纤丝、灰、粉尘、粉末、刨花、髓特别是向日葵、玉米、油菜籽的髓,以及它们的混合物。
(ii)合成非矿物材料,优选包括或由以下组成:热塑性塑料、热固性塑料或树脂、弹性体、橡胶、纺织纤维、用玻璃纤维或碳纤维增强的塑料材料。合成非矿物材料可以是填充的也可以是未填充的。
(iii)从土木工程或建筑结构解构中提取的无机集料,优选选自废混凝土、砂浆、砖、天然石材、沥青、瓷砖、瓦片、加气混凝土、炼砖、废金属。
(iv)从回收的工业产品,特别是难以回收的复合材料,尤其是回收的绝缘材料中提取的有机集料。尤其优选的实例是聚苯乙烯、聚氨酯、环氧树脂、酚醛树脂、木质绝缘材料及其混合物。
(v)通常用于填埋的非危险性颗粒材料,如使用过的铸造砂、催化剂载体、Bayer工艺处理载体、炼砖集料、处理挖掘污泥产生的填料、污水污泥、泥浆、废纸、废纸焚烧灰、生活垃圾焚烧灰。
最优选地,集料呈颗粒状。
在本发明中,在计算水与干成分的质量比时,应考虑基于炉渣的粘结剂和任选存在的助粘结剂的总干重。不得进行任何程度的水力补偿的修正。术语"干成分"在本文中是指组合物中的所有粉状组分,特别是基于炉渣的粘结剂、集料和助粘结剂。
可以调整水与粘结剂的重量比以控制湿建筑材料的流变性和/或强度。水量越大,湿组合物的流动性越好,水量越小,湿组合物的糊度越高。可通过水量调节流变性,以获得流变性从自流平到非常粘稠的湿组合物。通常情况下,水量越少也会导致强度越高。
根据实施方案,在存在助粘结剂的情况下,上述建筑材料中基于炉渣的粘结剂与助粘结剂的重量比在1:19-19:1之间,优选1:9-15:1,更优选1:6-12:1,更优选1:5-9:1,高度优选1:3-6:1,特别是1:1-5:1。
根据实施方案,本发明的水硬性组合物包含15-85wt.-%,优选35-80wt.-%,特别是50-75wt.-%的砂,基于组合物的总干重。
其他添加剂可以是砂浆和混凝土行业常用的任何添加剂。特别是可以选自塑化剂、超塑化剂、减缩剂、引气剂、脱气剂、稳定剂、粘度调节剂、增稠剂、减水剂、缓凝剂、阻水剂、纤维、发泡剂、消泡剂、可再分散聚合物粉末、除尘剂、铬酸盐还原剂、颜料、杀菌剂、缓蚀剂和钢钝化剂。
根据实施方案,本发明的建筑材料,尤其是混凝土或砂浆,包含至少一种超塑化剂,该超塑化剂选自木质素磺酸盐、磺化乙烯基共聚物、聚萘磺酸盐、磺化三聚氰胺甲醛缩合物、聚环氧乙烷膦酸盐、聚羧酸醚(PCE)或其混合物。优选地,本发明的建筑材料,尤其是混凝土或砂浆,优选含有PCE。这种PCE特别适合于水硬性组合物的良好加工性,即使在含水量较低的情况下也是如此。
根据实施方案,本发明的建筑材料,特别是混凝土或砂浆,包括至少一种增稠剂,该增稠剂选自淀粉、果胶、直链淀粉、改性淀粉、纤维素、改性纤维素(如羧甲基纤维素、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基羟乙基纤维素)、酪蛋白、黄原胶、双丹胶、威兰胶、半乳甘露聚糖(如瓜尔豆胶、塔拉胶、葫芦巴胶、槐豆胶或决明胶)、藻酸盐、胶黄芪、葡萄聚糖、聚葡萄糖、层状硅酸盐如海泡石、膨润土或蛭石,以及它们的混合物。
根据实施方案,本发明的建筑材料,特别是混凝土或砂浆,包含至少一种可再分散聚合物粉末。该可再分散聚合物粉末是指含有聚合物的粉末,在加入水中后形成稳定的分散体。可再分散聚合物粉末不仅包括聚合物,通常还包括其与保护胶体、乳化剂和支撑材料等的混合物。可再分散聚合物粉末可以通过聚合物分散体的喷雾干燥等方法制造,如专利申请EP1042391中所述。合适的可再分散性粉末可从Wacker Chemie AG购买,商品名为Vinnapas。在本发明中,合成有机聚合物的可再分散粉末是优选的。本发明中的合成有机聚合物可以通过单体的自由基聚合反应制得,所述单体选自乙烯、丙烯、丁烯、异戊二烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、乙烯基酯、氯乙烯。优选的是,合成聚合物优选由两种或更多种(优选两种)不同单体合成的共聚物。共聚物的序列可以是交替的、嵌段的或无序的。优选的合成有机聚合物是乙酸乙烯酯与乙烯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯和甲基丙烯酸甲酯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯和乙烯基酯的共聚物、乙酸乙烯酯与乙烯和丙烯酸酯的共聚物、氯乙烯与乙烯和月桂酸乙烯酯的共聚物、乙酸乙烯酯和乙烯基戊酸酯(vinylveratate)的共聚物、丙烯酸酯和苯乙烯、丙烯酸酯和苯乙烯和丁二烯、丙烯酸酯和丙烯腈、苯乙烯和丁二烯、丙烯酸和苯乙烯、甲基丙烯酸和苯乙烯、苯乙烯和丙烯酸酯、苯乙烯和甲基丙烯酸酯。所述合成有机聚合物的玻璃化转变温度(Tg)可在很大范围内变化。例如,合适的合成有机聚合物的Tg可以在-50℃和+60℃之间,优选在-45℃和+35℃之间,更优选在-25℃和+15℃之间。
本发明的建筑材料,尤其是混凝土或砂浆,也可能含有液体添加剂。这些液体添加剂可与建筑材料中的干燥成分混合,形成粉状或糊状的建筑材料。例如,液体添加剂可以是塑化剂或超塑化剂等的水溶液或分散体。当水或水性添加剂被添加到意在干混的建筑材料中时,相对于建筑材料的总干重,水的用量应限制在不超过0.5w%。
根据优选的实施方案,建筑材料,特别是混凝土或砂浆配方包含(在每种情况下,相对于建筑材料的总干重):
a)5-95wt.-%,优选5-60wt.-%的基于炉渣的粘结剂,所述基于炉渣的粘结剂包含
a1)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
a2)至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂,所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐、或其混合物,
a3)任选的不同于a1)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉炉渣,
b)5-95wt.-%,优选30-90wt.-%的至少一种集料,
c)0-9wt.-%,优选5-30wt.-%的至少一种助粘结剂,该助粘结剂选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏、水硬性石灰、空气石灰、煅烧氧化镁、苛性氧化镁、煅烧氧化铝、水合氧化铝、氢氧化铝、火山灰(尤其是粘土)、热解二氧化硅、硅灰、粉煤灰和潜在水硬性粘结剂,其中火山灰和潜在水硬性粘结剂不包括炼钢炉渣、
d)0-10wt.-%的其他添加剂,以及
e)任选的水,水的量为使水与干燥成分的质量比介于0.1-0.6之间,优选为0.2-0.5之间,尤其是0.2-0.35之间。
上述所有优选功能也适用于这种情况。
根据其他实施方案,本发明还涉及建筑材料,优选混凝土或砂浆组合物,该组合物包含或由以下组成(在每种情况下相对于建筑材料的总干重),
a)5-95wt.-%,优选5-60wt.-%的基于炉渣的粘结剂,所述基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成,
a1)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
a2)至少一种用于上述炼钢炉渣与水反应的促进剂,
a3)任选的不同于a1)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉渣,
b)5-95wt.-%,优选30-90wt.-%的至少一种集料,
c)任选的20-80%,优选40-80%,至少一种选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏或其混合物的助粘结剂,
d)0-10%的其他添加剂,以及
e)任选的水,水的量为使水与干燥成分的质量比介于0.1-0.6之间,
优选为0.2-0.5之间,尤其是0.2-0.35之间。
本发明的建筑材料可以通过常规方法混合各种成分,特别是基于炉渣的粘结剂、集料,以及任选的本助粘结剂、其他添加剂和水制成。合适的搅拌机是卧式单轴搅拌机、双轴桨叶搅拌机、立轴搅拌机、带式搅拌机、轨道搅拌机、换罐搅拌机、翻滚容器、立式搅拌室或空气搅拌操作等。混合可以是连续的,也可以是分批进行的。
根据一个优选的实施方案,本发明的建筑材料是单组分混合物。这意味着所有的单个成分都是混合在一起的。单组分组合物特别易于处理,避免了使用者混淆或错误添加单个成分的风险。
然而,本发明的建筑材料原则上也可以是双组分组合物甚至多组分组合物。双组分组合物或多组分组合物可以根据具体应用调整建筑材料。
通常情况下,本发明的干建筑材料在使用前不久才会与水混合。这是因为一旦与水接触,本发明的建筑材料就会开始硬化。因此,首先制作干建筑材料,特别是干砂浆或干混凝土,如上所述,然后在使用地点或附近将干建筑材料与水混合,是特别优选的。
将干建筑材料与水混合的方法和装置没有特别限制,是本领域技术人员已知的。混合可以是连续的、半连续的或分批进行的。连续式混合具有材料吞吐量大的优点。
因此,本发明的建筑材料,尤其是混凝土或砂浆,可以是干建筑材料,也可以是湿建筑材料。
根据实施方案,干建筑材料尤其是干砂浆、预拌砂浆或干混凝土。根据更进一步的实施方案,上述干混组合物是在施工现场制备的,例如通过将至少一种成分与干混组合物的其他成分混合和/或将多组分材料的两种或更多种组分混合。
本发明的建筑材料可以是胶结的瓷砖粘结剂、灌浆材料、自流平底层材料、自流平覆盖层、沙浆、修补砂浆、砌体薄接缝砂浆或混凝土、找平层、室内或室外使用的墙面找平剂、无收缩灌浆料、薄接缝砂浆、防水砂浆或锚固砂浆。胶结的瓷砖粘结剂尤其符合EN12004-1标准。灌浆材料尤其要符合EN13888标准。自流平垫层或自流平覆盖层尤其符合EN13813标准。砂浆特别符合EN 998-1标准。修补砂浆特别符合EN 1504-3标准。砌筑砂浆或混凝土特别符合EN 998-2和EN 206-1标准。沙浆尤其要符合EN 13813标准。无收缩灌浆尤其符合EN 1504-6标准。薄缝砂浆特别符合EN 998-2标准。防水砂浆特别符合EN 1504-2标准。锚固砂浆特别符合EN 1504-6标准。
与水混合后,本发明的建筑材料,特别是混凝土或砂浆,将开始凝固和硬化。建筑材料的凝固和硬化会随着时间的推移而进行,并由此产生物理特性,如抗压强度。
最后,本发明涉及通过固化上述混凝土或砂浆组合物而获得的硬化体,该硬化体以基于炉渣的粘结剂或建筑材料已经与水混合,水的量为水与干燥成分的质量比在0.1-0.6之间,优选0.2-0.5,特别是0.2-0.35。
固化条件没有特别限制,是本领域技术人员所熟知的。特别是,固化可在5℃至200℃的温度和1atm至12atm的压力下进行。固化可在正常气氛、或水饱和气氛或任何其他气氛下进行。固化优选在1atm的压力和5℃至35℃的温度下进行。
以下实施例将为技术人员提供本发明的进一步实施方案。它们无意以任何方式限制本发明。
实施例
三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、柠檬酸(包括钾盐和钠盐)、酒石酸(L-形式)、丙二酸、丁二酸、乳酸(L-形式)、水杨酸、磺酰胺酸、葡萄糖酸钠、乙酰丙酮、焦儿茶酚、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、二乙烯三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、甘氨酸、乳酸钙(L型)、苹果酸(DL型)、果糖(D型)、葡萄糖(D型)、乳糖、蔗糖、氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸钙(无水型)、硫代硫酸钠、硫化钾和硫酸铝(18H2O的水合物)均以高纯度购自Sigma-Aldrich,并按收到的原样使用。
使用的BOF炉渣是Blaine表面积为3000cm2/g的炼钢炉渣。BOF炉渣的化学成分大致如下:
CaO | Fe2O3 | SiO2 | MgO | Al2O3 | MnO | P2O5 | TiO2 | SO3 | 其他 |
49.7% | 23.5% | 13.5% | 4.6% | 3.6% | 2.1% | 1.7% | 0.9% | 0.2% | 0.2% |
使用的GGBS是磨碎的颗粒化高炉炉渣,其Blaine表面积为4500cm2/g。GGBS炉渣的化学组成大致如下:
CaO | Fe2O3 | SiO2 | MgO | Al2O3 | MnO | TiO2 | 其他 |
42.4% | 0.7% | 36.5% | 8.1% | 10.4% | 0.4% | 0.5% | 1.0% |
所用的硫铝酸钙水泥(CSA)和铝酸钙水泥(CAC)的粒径小于100微米,化学组成如下:
CaO | Al2O3 | Fe2O3 | SiO2 | TiO2 | 氧化镁 | K2O | SO3 | |
CSA | 44.0% | 23.0% | 11.0% | 10.0% | 1.5% | 0.7% | 0.3% | 7.7% |
CAC | 36.0% | 40.0% | 16.0% | 4.0% |
使用的偏高岭土是闪速煅烧偏高岭土,粒径小于100微米,化学组成如下;#1粗粘土和#2粗粘土是粗高岭土,粒径小于100微米,化学组成如下。所有材料在100℃时的重量损失均<0.1%。
SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | TiO2 | CaO | K2O | SO3 | |
偏高岭土 | 56.0% | 39.0% | 0.8% | 1.2% | 0.7% | 0.4% | 0.7% |
粗粘土#1 | 52.4% | 25.6% | 9.7% | 1.4% | 0.2% | 1.0% | |
粗粘土#2 | 23.5% | 23.6% | 37.9% | 1.8% | 0.3% |
使用的水是去矿物质水。
根据EN 12190标准,在4x4x16厘米的棱柱上测量抗压强度,测量时间如下表所示。在用塑料片材覆盖的模具中固化24小时以避免干燥。24小时后脱模,在密封塑料袋中继续固化以避免干燥。
下表1-4中使用的缩写与上文所述相同。
实施例1-51
实施例1-51说明了各种促进剂对BOF炉渣与水反应的有效性。实施例1是对比实施例,与本发明无关。实施例2-51是根据本发明的实施例。
按下表1所示的用量将干BOF炉渣与水混合。在混合水中预先混合了相应的促进剂,并因此按下表1所示的用量与混合水一起加入。在Hobart搅拌机上搅拌3分钟。下表1所示的实施例1-51中BOF炉渣和水的用量是指重量(克)。下表1所示的促进剂用量是指混合水中各促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表1:实施例1-51
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表1:续
表1:续
表1:续
表1:续
表1:续
从上表1中可以看出,TIPA、DEIPA、EDIPA、柠檬酸、酒石酸、丙二酸、丁二酸、乳酸、磺酰胺酸、葡萄糖酸钠、乙酰丙酮、焦儿茶酚、IDS、DTPA、甘氨酸、乳酸钙和苹果酸都是适用于BOF炉渣与水反应的促进剂,因为与BOF炉渣只和水反应的样品相比,7d后的抗压强度有所提高(实施例1)。
从上表1中还可以看出,TIPA与果糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖、柠檬酸、柠檬酸三钾、酒石酸、丙二酸、丁二酸、乳酸、磺酰胺酸、甘氨酸、焦儿茶酚、IDS中的任何一种的混合物都是特别适合于BOF炉渣与水反应的促进剂。DEIPA与果糖、柠檬酸三钾和柠檬酸的混合物也是如此。
从实施例1、21和22的比较中也可以明显看出,本发明的促进剂可以减少BOF炉渣的需水量。要注意的是,实施例1和22的稠度是相同的。从实施例1、21和22的比较中可以明显看出,减少达到相同稠度所需的水量可以进一步提高强度。
实施例52-66
实施例52-66展示了各种矿物盐作为促进剂用于BOF炉渣与水反应的有效性。实施例52是对比实施例,与本发明无关。实施例53-66是根据本发明的实施例。
按照下表2所示的用量,将干燥的BOF炉渣与相应的矿物盐进行干燥混合,直到视觉上均匀为止。当需额外添加TIPA和果糖时,则将其预先混合在混合水中,然后按下表2所示的用量与混合水一起添加。干混物和混合水在Hobart搅拌机上混合3分钟。下表2所示的实施例52-实施例66中BOF炉渣、水和矿物盐的用量均以克为单位。下表2中TIPA和果糖的用量是指混合水中相应促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表2:实施例52-66
表2:续
n.m.:未测量
从上表2中可以看出,氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸钙、硫代硫酸钠和硫化钾是BOF炉渣与水反应的合适促进剂,因为与BOF炉渣只与水反应的样品(实施例52)相比,7d后的抗压强度有所提高。
从表2中还可以看出,使用TIPA以及任选的果糖与氯化钙、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸钙和硫酸铝中任何一种的混合物,都能特别好地促进BOF炉渣与水的反应。
实施例67-75
实施例67-75显示了各种促进剂对GGBS炉渣与水反应的有效性。实施例67是对比实施例,与本发明无关。实施例68-76是根据本发明的实施例。
按下表3所示的用量将干GGBS炉渣与熟石灰干混,直至肉眼可见的均匀状态。熟石灰作为GGBS的活化剂加入。各个促进剂与混合物水预先混合,并按下3所示的用量与混合水一起加入。在Hobart搅拌机上混合3分钟。下表3所示的实施例67-75中GGBS炉渣、熟石灰和水的用量是指重量(克)。下表3中所示的促进剂用量是指混合水中各个促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表3:实施例67-75
从上表3中可以看出,TIPA、丙二酸、丁二酸、水杨酸、焦儿茶酚、IDS和EDTA都是适用于GGBS和熟石灰混合物与水反应的促进剂。
实施例76至83
实施例76-83显示了各种促进剂对GGBS炉渣和BOF炉渣混合物与水反应的有效性。实施例76是对比实施例,与本发明无关。实施例77-83是根据本发明的实施例。
按下表4所示的用量将干BOF炉渣、干GGBS炉渣和各个矿物盐进行干混,直至视觉上均匀。当额外添加TIPA、果糖、柠檬酸和/或柠檬酸盐时,将其预先混合在混合水中,并按下表4所示的用量与混合水一起添加。干混料和混合水在Hobart搅拌机上混合3分钟。下表4所示的炉渣、水和矿物盐的用量均以克为单位。表4中TIPA、果糖、柠檬酸和/或柠檬酸盐的用量是指在混合水中相应促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表4:实施例76-83
从上表4可以看出,氯化钙、硫酸钙、TIPA、柠檬酸和柠檬酸盐都是适用于GGBS和BOF炉渣的混合物与水反应的促进剂。
实施例84-93
实施例84-93显示了TIPA和柠檬酸三钠的混合物在单独使用BOF炉渣或BOF炉渣与助粘结剂一起用水进行反应时的有效性。实施例84-93是根据本发明的实施例。
按下表5所示的用量将干的BOF炉渣和任选的助粘结剂干混,直至视觉上均匀。TIPA和柠檬酸三钠已在混合水中预混,因此按下表5所示的用量与混合水一起加入。在Hobar搅拌机上将干混料和混合水混合3分钟。下表5中炉渣、助粘结剂、矿物盐和水的用量均以克为单位。TIPA和柠檬酸三钠的用量是指混合水中相应促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表5:实施例84-93
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n.m.:未测量
令人惊奇的是,已发现烷醇胺与柠檬酸三钠盐的组合具有特别好的性能(参见实施例84和实施例38)。
表5的结果还表明,各种助粘结剂都可以与炉渣粘结剂一起使用。此外,从上述实施例中可以明显看出,硫酸铝是合适的促进剂。
实施例94-98
实施例94-98显示了本发明的基于炉渣的粘结剂在砂浆配方中的有用性。实施例94不属于本发明,实施例95-98属于本发明。
按下表6所示的用量将干OPC或BOF炉渣、集料和填料、任选的助粘结剂和添加剂进行干混,直至视觉上均匀为止。将DEIPA和柠檬酸三钠预先混合在混合水中,然后按下表6所示的用量与混合水一起加入。在Hobart混合器上将干混料和混合水混合3分钟。下表6中OPC或BOF炉渣、集料和填料、助粘结剂、添加剂和水的用量均以克为单位。DEIPA和柠檬酸三钠的用量是指混合水中相应促进剂的摩尔浓度(摩尔/升)。
表6:实施例94-98
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*11:1混合物0.2-2毫米和2-4毫米的石英砂
*20.2-2毫米石英砂
*3磨碎的石灰石粒径<200微米
*4添加剂:增稠剂(纤维素醚)、可再分散聚合物粉末、PP纤维、消泡剂、防缩剂
实施例94是典型的修补砂浆配方,用于比较。此类修补砂浆的目标性能是在固化1天内达到10兆帕的最低抗压强度,在固化28天内达到30兆帕的最低抗压强度。从本发明的实施例95和96中可以看出,根据本发明的砂浆组合物,无论是否使用波特兰水泥作为助粘结剂,都可以满足上述要求。实施例97和98是用作砌筑砂浆的配方。通常,砌筑砂浆要求1d后的抗压强度至少为4兆帕,28天后的抗压强度至少为10兆帕。本发明的实施例97和98符合这些要求。
Claims (16)
1.促进剂用于炼钢炉渣与水反应的用途,所述促进剂选自烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸及其盐、氨基酸及其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐、或其混合物。
2.根据权利要求1所述的用途,其特征在于,所述炼钢炉渣是碱性氧气炉炉渣。
3.根据前述至少一项权利要求所述的用途,其特征在于,在每种情况下,相对于炼钢炉渣的总干重而言,在炼钢炉渣中,以Fe2O3表示的铁氧化物的含量为8-38wt.-%,优选为10-30wt.-%,以SO3表示的硫含量为<1wt.-%,优选<0.5wt.-%,特别是<0.1wt.-%。
4.根据前述权利要求中至少一项所述的用途,其特征在于,所述促进剂选自:三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)、果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、糖糟、糖蜜、葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、多天冬氨酸、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、二乙烯三胺五乙酸(DTMA)、次氮基三乙酸(NTA)、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、亚硝酸钙、硝酸钙、氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫代硫酸盐、尤其是硫代硫酸钠、硫代氰酸盐和硫化物、尤其是硫化钾。
5.根据权利要求1-3中至少一项所述的用途,其特征在于,所述促进剂是两种烷醇胺或一种烷醇胺与至少一种不同于烷醇胺的其他促进剂的混合物。
6.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,和特征在于至少一种其他促进剂,所述至少一种其他促进剂选自果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、糖糟、糖蜜、葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、多天冬氨酸、亚氨基二丁二酸四钠(IDS)、二乙烯三胺五乙酸(DTMA)、次氮基三乙酸(NTA)、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、亚硝酸钙、硝酸钙、氯化钙、氯化镁、硫酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫代硫酸盐、尤其是硫代硫酸钠、硫代氰酸盐和硫化物、尤其是硫化钾。
7.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,和特征在于存在两种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,特别是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,和第二种其他促进剂选自矿物盐和还原剂,优选选自氯化钙、氯化镁、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫酸钙、硫代硫酸钠和硫化钾。
8.根据权利要求5所述的用途,其特征在于所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA),尤其是TIPA和/或DEIPA,和特征在于存在两种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,尤其是果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖,和第二种其他促进剂选自糖酸、羧酸和磺酰胺酸,特别是葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸及其钠盐、钾盐或钙盐。
9.根据权利要求5所述的用途,其特征在于,所述烷醇胺选自三乙醇胺(TEA)、三异丙醇胺(TIPA)、二乙醇异丙醇胺(DEIPA)、乙醇二异丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA),特别是TIPA和/或DEIPA,和特征在于存在三种其他促进剂,第一种其他促进剂选自糖,优选果糖、甘露糖、麦芽糖、葡萄糖或半乳糖;第二种其他促进剂选自糖酸、羧酸和磺酰胺酸,优选葡萄糖酸、抗坏血酸、神经氨酸、葡萄糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、粘液酸、糖酸及其钠盐、钾盐或钙盐、甲酸、乙醇酸、柠檬酸、乳酸、苹果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、己二酸、水杨酸及其钠盐、钾盐或钙盐;第三种其他促进剂选自矿物盐和还原剂,优选选自氯化钙、氯化镁、亚硝酸钙、硝酸钙、硫酸铝、氯化铝、硫酸钙、硫代硫酸钠和硫化钾。
10.根据前述至少一项权利要求所述的用途,其特征在于,相对于炉渣的总干重,促进剂的添加总量在0.005-25wt-.%之间。
11.基于炉渣的粘结剂,优选用作混凝土或砂浆中的粘结剂,所述粘结剂包含或由以下组成:
a)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣;
b)至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂、所述促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐或其混合物,
c)任选的不同于a)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉炉渣,
c)任选的至少一种助粘结剂,
d)任选的与b)不同的其他添加剂。
12.根据权利要求11所述的基于炉渣的粘结剂,其特征在于所述促进剂选自权利要求4所述的促进剂,或特征在于所述促进剂为权利要求5-9中任一项所定义的混合物。
13.建筑材料,优选混凝土或砂浆组合物,所述组合物包含或由以下组成(在每种情况下相对于建筑材料的总干重),
a)5-95wt-.%,优选5-60wt-.%基于炉渣的粘结剂,所述基于炉渣的粘结剂包含或由以下组成:
a1)至少一种炼钢炉渣,优选碱性氧气炉炉渣,
a2)至少一种用于炼钢炉渣与水反应的促进剂,所述促进剂选自:烷醇胺、还原剂、糖、糖酸、羧酸或其盐、氨基酸或其盐、磺酰胺酸、乙二醛、乙酰丙酮、焦儿茶酚、次氮基三(甲基膦酸)、羟乙磷酸、矿物盐、或它们的混合物,优选选自权利要求4-9中任何一项所定义的促进剂或促进剂混合物,
a3)任选的不同于a1)的第二种炉渣,优选颗粒化高炉炉渣,
b)5-95wt-.%,优选30-90wt-.%的至少一种集料,
c)0-90wt-.%,优选5-30wt-.%的至少一种助粘结剂,所述助粘结剂不同于基于炉渣的粘结剂a),且所述助粘结剂选自水泥、石膏、石灰、煅烧氧化镁、苛性氧化镁、氧化铝、潜在水硬性粘结剂和/或火山灰,
d)0-10wt-.%的其他添加剂,以及
e)任选的水,水以这样的量存在,使得水与干燥成分的质量比介于0.1-0.6之间,优选0.2-0.5之间,尤其是0.2-0.35之间。
14.根据权利要求13所述的建筑材料,其特征在于,所述建筑材料包含至少一种助粘结剂,含量为5-90wt-.%,优选5-30wt-.%,所述助粘结剂选自波特兰水泥、铝酸钙水泥、硫铝酸钙水泥、石膏、水硬性石灰、气石灰、煅烧氧化镁、苛性氧化镁、煅烧氧化铝、可水合氧化铝、氢氧化铝、火山灰,尤其是粘土、热解二氧化硅、硅灰、粉煤灰和潜在水硬性粘结剂,其中火山灰和潜在水硬性粘结剂不包括炉渣。
15.根据权利要求11所述的基于炉渣的粘结剂或根据权利要求13-14中任一项所述的建筑材料,其特征在于,存在一种助粘结剂,炼钢炉渣特别是碱性氧气炉炉渣与助粘结剂的重量比在1:19-19:1之间,优选1:9-15:1,更优选1:6-12:1,更优选1:5-9:1,高度优选1:3-6:1,特别是1:1-5:1。
16.通过固化权利要求11-12或15所述的基于炉渣的粘结剂或权利要求13-15中至少一项所述的建筑材料而获得的硬化体,所述基于炉渣的粘结剂或建筑材料已经与水混合,水的量为以实现水与干粉的质量比在0.1-0.6之间,优选0.2-0.5,特别是0.2-0.35。
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