CN117751094A - 核心-饰面混凝土构件、其制造方法以及潜在水硬性或凝硬性粘合剂在核心层中的应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中该混凝土构件通过压缩和固化与饰面混凝土层混合物接触的核心混凝土层混合物获得，其中该核心混凝土层混合物包含潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂、水、粒状核心材料和碱性核心硬化剂，其中饰面混凝土层混合物包含潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂、水、粒状饰面材料和碱性饰面硬化剂，并且其中该混凝土构件具有根据DIN EN 12390‑3，尤其是DIN EN 12390‑3：2019‑10，28天后测量的小于120N/mm2的抗压强度。本发明还涉及一种用于生产混凝土构件的方法，以及水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂结合碱性硬化剂用于在混凝土构件中生产核心混凝土层的应用。
Description
技术领域
本发明涉及包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中该混凝土构件通过压缩和固化与饰面混凝土层混合物接触的核心混凝土层混合物获得，其中该核心混凝土层混合物和该饰面混凝土层混合物分别包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂、水、粒状材料和碱性硬化剂。本发明还涉及用于生产根据本发明的混凝土构件的方法。
背景技术
与由天然石头制成的砖材、板材或台阶相比，混凝土构件，例如混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶由于其耐用性和较低的价格而经常被使用。混凝土构件通常通过使用水泥作为粘合剂来生产。
在此，已经开发了各种方法来使混凝土构件具有装饰性外观。为此，通常添加颜料和/或天然石掺和物和/或沙子以向混凝土构件提供颜色并将其精制。
含水泥的混凝土构件有时会随着时间的推移在表面上形成白色斑点，所谓的风化。此外染色的混凝土块的颜色也可能褪色。这两种影响似乎都是由石灰的形成引起的。表面上的白色斑点归因于石灰风化，石灰风化是由运输到表面的氢氧化钙与二氧化碳反应形成的。据推测，褪色是由于沉降在水泥颗粒上以提供颜色的颜料慢慢地被形成的碳酸钙涂覆而引起的。由此，颜料的色彩外观慢慢消失。
替代水泥的粘合剂是已知的。这种替代粘合剂的一个例子是基于化学结构单元SiO2与Al2O3的组合。这种粘合剂的例子是潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂。其通常也被称为“地质聚合物”。EP 1 236702A1例如说明了一种包含水玻璃和潜在水硬性粘合剂的建筑材料混合物。EP 1 236 702 A1建议将建筑材料混合物作为砂浆或填料使用。
混凝土构件，例如混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶的生产对所使用的混凝土混合物提出了特殊要求，尤其是与新鲜混凝土相比时。在生产混凝土构件时，希望在尽可能短的时间内使尚未硬化的混凝土块达到尽可能高的稳定性，以便尽快包装该混凝土。对包含饰面混凝土层和核心混凝土层的产品的附加要求是高粘合强度，以防止饰面混凝土层在负载和气候作用下从核心分层剥离。复合附着抗拉强度可用作混凝土构件的饰面混凝土层抵抗与核心混凝土分层的稳定性的度量。如果混凝土构件的复合附着抗拉强度不够高，则饰面混凝土层和核心混凝土会在荷载作用下分离(分层)或在拆除模板时就已彼此撕裂。因此，如果混凝土构件调配成具有足够高的复合附着抗拉强度，则可用于更广泛的用途。
WO 2021/047875 Al描述了由核心混凝土层和饰面混凝土层组成的混凝土构件，其中饰面混凝土层包含潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂。然而，WO 2021/047875 Al并未说明核心混凝土层中也使用了潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂。
混凝土构件在其使用寿命期间会受到各种侵蚀，这些侵蚀会导致混凝土构件腐蚀。除了物理腐蚀，如霜冻和除冰盐造成的腐蚀，化学腐蚀，包括作为主动性侵蚀的碱-硅酸反应也是一种重要的腐蚀形式。碱-硅酸反应尤其发生在富碱的粘合剂与对碱敏感的掺和物、如硬砂岩结合的情况下。这些对碱敏感的掺和物很少出现在饰面混凝土层中，而是大多用于核心混凝土层，针对饰面混凝土层通常使用质量较高的掺和物。因此，迄今为止还没有在核心混凝土层中使用富碱的粘合剂，如地质聚合物的尝试，因为这会由于碱敏感的掺和物而引起碱-硅酸反应的问题。此外，与水泥粘结的粘合剂相比，潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂结合为此所需的固化剂的价格更高。因此，通常使用传统的，即水泥粘结的核心混凝土层作为核心混凝土层。
在开发本发明的过程中已经发现，在其他制造条件和成分相当的情况下，具有水泥粘结的核心混凝土层和含有潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂作为粘合剂的饰面混凝土层的混凝土构件的复合粘附抗拉强度低于两层均为水泥粘结的混凝土构件。
发明内容
因此，本发明的目的是提供美学上高要求的混凝土构件，随着时间的推移其外观并不强烈变化，不易受到化学腐蚀，尤其是碱-硅酸反应的影响，而且可以经济地生产。尤其应提供在表面上较难形成斑点和/或发生污染和/或较少褪色和/或具有足够高的附着抗拉强度，尤其是足够高的复合附着抗拉强度的混凝土块。本发明的另一个目的是提供具有减少的CO2平衡的混凝土构件。
进一步的目的在下面的实施方案中给出，并部分在此后示出。
根据本发明，利用根据权利要求1的混凝土构件和根据权利要求22的方法实现了这些目的中的所有或部分。
本发明的有利实施方式在从属权利要求中给出并且在下文中详细解释。
本发明提供了一种包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中该混凝土构件通过压缩和固化与饰面混凝土层混合物接触的核心混凝土层混合物获得，其中该核心混凝土层混合物包含潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂、水、粒状核心材料和碱性核心硬化剂，其中饰面混凝土层混合物包含潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂、水、粒状饰面材料和碱性饰面硬化剂，其中粒状饰面材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状饰面材料的总重量，并且其中，混凝土构件在28天后测量的抗压强度DIN EN 12390-3，尤其是DIN EN
12390-3:2019-10，小于120N/mm2。
令人惊奇地表明，如果混凝土构件包括核心混凝土层和饰面混凝土层，其中该混凝土构件通过压缩和固化与饰面混凝土层混合物接触的核心混凝土层混合物获得，其中该核心混凝土层混合物包含潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂、水、粒状核心材料和碱性核心硬化剂，其中饰面混凝土层混合物包含潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂、水、粒状饰面材料和碱性饰面硬化剂，其中粒状饰面材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状饰面材料的总重量，则其装饰性能即使发生变化，也非常缓慢，并且可以以具有成本效益的方式生产。上述混凝土构件尤其具有足够高的复合附着抗拉强度。这使得混凝土构件可以广泛应用。此外，这些混凝土块最多显示出颜色的缓慢褪色并且表面上几乎不形成或很少形成斑点。此外，本发明的混凝土块还具有良好的抵抗碱-硅酸反应的稳定性。最后，这些混凝土构件还具有良好的二氧化碳平衡性能。
不受任何特定科学理论的束缚，这似乎是由于潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂在核心混凝土层和饰面混凝土层中的使用增加了核心混凝土层和饰面混凝土层之间的复合附着抗拉强度，但不会显著增加尤其是核心混凝土层对化学腐蚀的敏感性。在饰面混凝土层和核心混凝土层中均使用潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂看起来改善了这两层之间的复合附着抗拉强度。此外，混凝土构件的装饰性能看起来并没有因为使用潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂而失去，或者只是缓慢失去。这似乎是因为根据本发明的混凝土构件比通常含有大量水泥的混凝土构件含有更少的CaO。还发现，通过使用2mm筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量并且0.25mm筛孔宽度下具有2.5重量％到33.5重量％的过筛量的粒状材料，在使用潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂时，可以在饰面混凝土层本身中实现良好的附着抗拉强度。虽可以用较大直径的粒状材料生产混凝土构件，但其饰面混凝土层中的附着抗拉强度较差。不受任何科学理论的束缚，附着抗拉强度改进的原因可能是具有相当小的直径的粒状材料的组分具有更小的彼此之间的平均距离。这意味着潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂的可能较短的链也可以将粒状材料的组分相互连接，从而改善尚未硬化的混凝土构件的机械性能，尤其是附着抗拉强度。
核心混凝土层混合物也可称为核心混凝土混合物。饰面混凝土层混合物也可称为饰面混凝土混合物。
核心混凝土层也可称为核心层。饰面混凝土层也可称为饰面层。
粒状材料也可以称为混凝土骨料。
尚未硬化的混凝土构件也可以称为生混凝土构件。
可以在具有特定测试年龄(例如28天)的混凝土块上确定附着抗拉强度。根据本发明的混凝土构件在28天后的复合附着抗拉强度优选在1MPa以上。复合附着抗拉强度尤其可根据DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复(Schutz und Instandsetzungen vonBetonbautei len)”2001年第4部分第5.5.11节进行测量。
优选地，粒状饰面材料在2mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％、更优选56.5重量％至98.5重量％、特别优选72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至27.5重量％，更优选2.5重量％至22.5重量％，甚至更优选2.5重量％至21.5重量％，特别优选2.5重量％至8重量％或11.5重量％至21.5重量％的过筛量，并且在0.125mm的筛孔宽度下具有0.1重量％至12.5重量％，更优选为0.3重量％至10.0重量％，还要更优选为0.3重量％至7.5重量％，特别优选为0.3重量％至5.0重量％的过筛量，基于粒状饰面材料的总重量。已经发现，具有在所述筛孔宽度下的上述过筛量的粒状饰面材料可以产生具有饰面混凝土层中良好附着抗拉强度的混凝土构件。
有利的是，粒状核心材料在8mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％，优选为56.5重量％至98.5重量％，更优选为72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.5mm的筛孔宽度下具有7.5重量％至39.5重量％，优选为13.5重量％至37.5重量％，特别优选为25.5重量％至37重量％，或14.5重量％至24.5重量％的过筛量，分别基于粒状核心材料的总重量。
根据一个实施方案，粒状核心材料的粒度分布具有比筛分曲线A16精细并且比筛分曲线C16粗的分布，优选比筛分曲线B16精细，比筛分曲线C16粗。根据另一个实施方案，粒状核心材料的粒度分布具有比筛分曲线A8精细并且比筛分曲线C8粗的分布，优选比筛分曲线A8精细并且比筛分曲线B8粗。上述筛分曲线符合DIN 1045标准。
研究发现，具有在上述筛孔宽度下的上述过筛量的粒状核心材料可以生产出在核心混凝土层中具有良好附着抗拉强度的混凝土构件。
粒状饰面材料在上述两种筛孔宽度下的所述过筛量可以任意相互组合。粒状核心材料在上述两种筛孔宽度下的所述过筛量可以任意相互组合。
粒状饰面材料还可以具有1.59至3.62、优选1.61至3.17、特别优选1.61至2.55的粒度模数。粒状核心材料还可以具有1.97至4.61，优选2.27至3.82的粒度模数。粒度模数是骨料粒度颗粒组成的特征值，由标准化测试筛组筛子上残留物的以％为单位的总和除以100得出。颗粒组成根据DIN EN 12620:2008-07第4.3段确定。测试筛组在此是根据DIN EN933-2:2020-09的筛组，并且筛子符合DIN ISO 3310-1:2017-11的要求。
粒状饰面材料优选具有分级的颗粒组成。粒状核心材料优选具有分级的颗粒组成。分级的颗粒组成尤其包括具有不同颗粒尺寸的组分。
粒状饰面材料可以以不同的量包含在饰面混合物中。基于饰面混合物的总重量，饰面混合物中优选含有55重量％至80重量％，优选60重量％至75重量％，更优选60重量％至72重量％的粒状饰面材料。基于饰面混合物的总重量，该饰面混合物可以特别优选含有60重量％至65重量％，尤其是60重量％至64重量％的粒状饰面材料。基于饰面混合物的总重量，饰面混合物还可以特别优选含有67重量％至72重量％的粒状饰面材料。
粒状核心材料可以以不同的量包含在核心混合物中。基于核心混合物的总重量，核心混合物中优选含有60重量％至95重量％，优选65重量％至92.5重量％，更优选70重量％至90重量％，特别优选74重量％至79重量％的粒状核心材料。
除了上述成分外，饰面混合物还可以包含其他成分，例如饰面填料。基于饰面混合物的总重量，该饰面混合物优选含有1重量％至30重量％，优选1重量％至20重量％，更优选5重量％至18重量％，甚至更优选5重量％至15重量％，甚至更优选5重量％至10重量％，特别优选6重量％至8重量％的饰面填料。
在此，饰面填料在0.025mm的筛孔宽度下优选具有63重量％至99重量％，优选68重量％至99重量％，更优选90重量％至99重量％，特别优选95重量％至99重量％的过筛量，并且在0.015mm的筛孔宽度下具有38重量％至73重量％，优选58重量％至67重量％，特别优选61重量％至66重量％的过筛量，基于饰面填料的总重量。
除了上述成分外，核心混合物还可以包含其他成分，例如核心填料。基于核心混合物的总重量，该核心混合物优选含有1重量％至40重量％，优选10重量％至30重量％，更优选12.5重量％至30重量％，特别优选15重量％至27.5重量％的核心填料。
在此，核心填料在0.025mm的筛孔宽度下优选具有63重量％至99重量％，优选68重量％至99重量％，更优选90重量％至99重量％，特别优选95重量％至99重量％的过筛量，并且在0.015mm的筛孔宽度下具有38重量％至73重量％，优选58重量％至67重量％，特别优选61重量％至66重量％的过筛量，基于粒状填料的总重量。
饰面填料在上述两种筛孔宽度下的所述过筛量可以任意相互组合。核心填料在上述两种筛孔宽度下的所述过筛量可以任意相互组合。
已经发现，通过使用在所述筛孔宽度下具有上面列出的过筛量的饰面填料和/或核心填料可以进一步提高饰面混凝土层和/或核心混凝土层中的附着抗拉强度，尤其是尚未硬化的混凝土构件的附着抗拉强度。尤其是通过结合使用分别具有在上述筛孔宽度下的所述过筛量的粒状饰面材料和/或核心材料以及饰面填料和/或核心填料，在饰面混凝土层和/或核心混凝土层中的附着抗拉强度方面可以实现最佳结果。由此也可以调整饰面混合物，以使混凝土构件的装饰性能不变或变化很小。
多种材料可以用作饰面填料。饰面填料优选选自岩粉，优选分级岩粉、石灰石粉，优选分级石灰石粉、及其混合物。
上文针对饰面填料所述的内容也同样适用于核心填料。
上述填料可用于经济地生产具有广泛用途的装饰性混凝土构件，其装饰性不会褪去或只会缓慢褪去。
潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂可以以不同量包含在饰面混合物中。该饰面混合物优选含有15重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，更优选20重量％至24重量％或者26重量％至29重量％，特别优选22重量％至24重量％的潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂，基于饰面混合物的总重量。
相应地，基于饰面混合物的总重量，饰面混合物也可以仅含有15重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，更优选20重量％至24重量％或26重量％至29重量％，特别优选22重量％至24重量％的潜在水硬性饰面粘合剂并且没有凝硬性饰面粘合剂。基于饰面混合物的总重量，该饰面混合物也可以仅含有15重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，更优选20重量％至24重量％或26重量％至29重量％，特别优选22重量％至24重量％的凝硬性饰面粘合剂并且没有潜在水硬性饰面粘合剂。
潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂可以以不同量包含在核心混合物中。该核芯混合物优选含有10重量％至50重量％，优选10重量％至40重量％的潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂，基于核心混合物的总重量。
相应地，基于核心混合物的总重量，核心混合物也可以仅含有10重量％至50重量％，优选10重量％至40重量％的潜在水硬性核心粘合剂并且没有凝硬性核心粘合剂。基于核心混合物的总重量，该核心混合物也可以仅含有10重量％至50重量％，优选10重量％至40重量％的凝硬性核心粘合剂并且没有潜在水硬性核心粘合剂。
已经发现，当使用低于10重量％的潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂时，所得混凝土构件在饰面混凝土层或核心混凝土层中不具有足够的强度。相反，使用超过50重量％的潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂是不经济的。
多种材料可用作潜在水硬性饰面粘合剂。潜在水硬性饰面粘合剂中的(CaO+MgO)∶SiO2的摩尔比优选为0.8至2.5，更优选为1.0至2.0。(CaO+MgO):SiO2摩尔比在上述范围内的潜在水硬性饰面粘合剂可以很好地硬化。
潜在水硬性饰面粘合剂有利地选自残渣、高炉炉渣，优选矿渣砂，尤其是磨碎的矿渣砂、电热磷矿渣、钢渣及其混合物。潜在水硬性饰面粘合剂更优选为矿渣砂，特别是磨碎的矿渣砂。
残渣可以是工业残渣，即工业过程中的废品，也可以是合成产生的渣。后者是优选的，因为工业残渣并不总是以恒定的数量和等级获得。高炉炉渣，尤其是矿渣砂，是残渣的一个例子。
磨碎的矿渣砂的细度和粒度分布根据其来源和处理类型而有所不同。细度对反应性有影响。Blaine值尤其可以用作细度的度量。磨碎的矿渣砂的Blaine值优选为200至1000m2kg-1，更优选为450至650m2kg-1。
电热磷渣是电热磷生产过程中产生的废品。电热磷渣具有比高炉炉渣低的反应性并且含有约45至50重量％的CaO、约0.5至3重量％的MgO、约38至43重量％的SiO2、约2至5重量％的Al2O3和约0.2至3重量％的Fe2O3以及氟化物和磷酸盐。
钢渣是钢铁生产中的废品，其组成差异很大。
特别优选地，潜在水硬性粘合剂中(CaO+MgO):SiO2的摩尔比为0.8至2.5，潜在水硬性粘合剂选自上述材料。
上述关于潜在水硬性饰面粘合剂所述的内容也同样适用于潜在水硬性核心粘合剂。
多种材料可以用作凝硬性饰面粘合剂。凝硬性饰面粘合剂优选选自无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、微硅粉、玻璃粉末、飞灰，如褐煤粉煤灰或硬煤粉煤灰、偏高岭土、天然白榴火山灰，如凝灰岩、浮石凝灰岩或火山灰、天然和合成的沸石、及其混合物。凝硬性饰面粘合剂特别优选为无定形二氧化硅。
无定形二氧化硅优选在粉末衍射图中不显示结晶度。玻璃粉末优选也被认为是无定形二氧化硅。无定形二氧化硅有利地具有至少80重量％，优选至少90重量％的SiO2含量。优选地，沉淀二氧化硅在工业上通过沉淀水玻璃获得。根据生产的类型，沉淀二氧化硅也可以称为硅胶。热解二氧化硅是通过氯硅烷，如四氯化硅在氢氧焰中反应产生的。热解二氧化硅是无定形SiO2粉末，粒径为5至50nm，比表面积为50至600m2g-1。
微硅粉是硅或硅铁生产的副产品，并含有大量无定形SiO2粉末。颗粒的直径约为0.1μm。比表面积范围为15至30m2g-1。
飞灰例如是在燃煤发电厂中的燃烧过程中形成的。根据WO 2008/012438A2，F级飞灰含有少于8重量％，优选少于5重量％的CaO。
偏高岭土由高岭土脱水而成。高岭土在100至200℃的温度范围内释放物理结合的水，而晶格结构的分解和偏高岭土(Al2Si2O7)的形成发生在500至800℃的范围内。纯偏高岭土优选包含约54重量％的SiO2和约46重量％的Al2O3。
上述关于凝硬性饰面粘合剂所述的内容也同样适用于凝硬性核心粘合剂。
已经发现，利用上述潜在水硬性和凝硬性的饰面粘合剂和核心粘合剂可生产装饰性能不褪去或非常缓慢褪去的混凝土构件，并且其在良好的CO2平衡的同时具有良好的复合附着抗拉强度。
不同的材料可用作碱性饰面硬化剂。碱性饰面硬化剂优选选自碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐及其混合物，优选选自碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐及其混合物。
碱金属氧化物的实例是Li2O、Na2O、K2O、(NH4)2O及其混合物。碱金属氢氧化物的实例是LiOH、NaOH、KOH、NH4OH及其混合物。碱金属碳酸盐的实例是Li2CO3、Na2CO3、K2CO3、(NH4)2CO3及其混合物。由于与碱金属离子相似，因此也列出了铵离子。
碱金属硅酸盐有利地选自具有经验式mSiO2·nM2O的化合物，其中M是Li、Na、K或NH4或其混合物，优选Na或K。m:n的摩尔比范围为0.5至3.6，优选0.6至3.0，特别优选0.7至2.0。水玻璃，尤其是液态水玻璃，更优选液态钠水玻璃和/或钾水玻璃，已被证明是特别合适的碱金属硅酸盐。硅酸，尤其是水性硅酸，是另一种合适的碱金属硅酸盐。
上述碱性饰面硬化剂优选以水溶液形式使用。这使进料更容易。
饰面混凝土层的硬化可以容易地用上述碱性饰面硬化剂调节。此外，这些碱性饰面硬化剂与饰面混合物中的其他组分表现出良好的相容性。
碱性饰面硬化剂可以不同的量包含在混合物中。该饰面混合物优选含有1重量％至15重量％，优选1重量％至10重量％，进一步优选3重量％至5重量％，还要优选3.15重量％至4.85重量％，更优选3.25重量％至3.65重量％或者4.0重量％至4.75重量％，特别优选4.25重量％至4.75重量％，非常特别优选4.25重量％至4.45重量％的碱性饰面硬化剂，基于饰面混合物的总重量。如果饰面混合物基于饰面混合物总重量包含3.25重量％至3.65重量％的碱性饰面硬化剂，也可以获得良好的结果。已发现当使用少于1重量％的碱性硬化剂时，饰面混凝土层硬化太慢。如果使用超过15重量％的碱性硬化剂，硬化会过快开始，从而导致饰面混凝土层不能再良好地压实。
不同的材料可用作碱性核心硬化剂。碱性核心硬化剂优选包括至少一种有机碱和/或至少一种无机碱。
无机碱的例子是上面提到的碱性饰面硬化剂。有机碱的例子尤其是胺碱，如氨、单烷基胺、双烷基胺和三烷基胺，例如三乙胺。
核心混凝土层的硬化可以用上述碱性核心硬化剂良好调节。
碱性核心硬化剂可以以不同含量包含在混合物中。基于核心混合物的总重量，核心混合物优选含有0.1重量％至15重量％，优选0.5重量％至10重量％的碱性核心硬化剂。
根据本发明，饰面混合物含有水。该饰面混合物优选含1重量％至20重量％，优选3重量％至15重量％，更优选3重量％至7重量％，更优选3.5重量％至6.5重量％，还要更优选4.0重量％至6.2重量％，甚至更优选4.2重量％至4.9重量％，特别优选4.2重量％至4.8重量％的水，基于饰面混合物的总重量。如果饰面混合物包含基于饰面混合物总重量的5.2重量％至6.2重量％的水，也会获得良好的结果。
核心混合物优选含有1重量％至20重量％的水，优选3重量％至15重量％的水，更优选3重量％至10重量％的水，基于核心混合物的总重量。
除了上述组分之外，该饰面混合物还可以包含其他组分。例如，该饰面混合物还可以包含一种或多种掺和物，例如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石。该饰面混合物还可以包含水泥和/或一种或多种掺和物，例如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石，和/或一种或多种添加剂，其选自增塑剂、消泡剂、保水剂、分散剂、颜料、纤维、可再分散粉末、润湿剂、浸渍剂、络合剂和流变添加剂。
该饰面混合物尤其可以含有最多5重量％或最多10重量％的水泥。替代性地，饰面混合物尤其可以不含水泥。如果饰面混合物中不含水泥，那么尤其可以生产具有有利的二氧化碳平衡的混凝土构件。
该饰面混合物有利地包含硬化调节剂。尤其考虑缓凝剂和/或促凝剂作为硬化调节剂。
同样，核心混合物尤其可以包含一种或多种掺和物，如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石。此外，核心混合物还可含有水泥和/或一种或多种掺和物，如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石，和/或一种或多种添加剂，这些添加剂选自增塑剂、消泡剂、保水剂、分散剂、颜料、纤维、可再分散粉末、润湿剂、浸渍剂、络合剂和流变添加剂。
此外，核心混凝土层还可以含有其他掺和物。优选地，核心混凝土层含有1重量％或更多，优选5重量％或更多，更优选15重量％或更多，尤其优选17.5重量％或更多的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。根据一个优选的实施方案，核心混凝土层含有5重量％至30重量％，尤其是5重量％至20重量％的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。已经证明，使用这些含量的掺和物可以经济地生产混凝土构件，但碱-硅酸反应并不非常明显。
根据一个实施方案，核心混凝土层的游离碱含量为1500g/m3及以上。
核心混合物中尤其可以含有最多5重量％或10重量％的水泥。替代性地，核心混合物尤其可以不含水泥。如果核心混合物不含水泥，那么尤其可以生产具有有利的二氧化碳平衡的混凝土构件。
核心混合物中优选含有硬化调节剂。缓凝剂和/或促凝剂尤其适合用作硬化调节剂。
使用上述添加剂可以很好地控制饰面混合物和/或核心混合物的性质。使用上述添加剂尤其也可以很好地控制固化行为。
基于饰面混合物的总重量，该饰面混合物优选含有0.1重量％至2重量％，更优选0.4重量％至1.5重量％的添加剂。该饰面混合物有利地含有0.025重量％至0.097重量％或1.5重量％至2重量％的缓凝剂和/或促凝剂。
基于核心混合物的总重量，该核心混合物优选含有0.1重量％至1重量％，更优选0.3重量％至0.9重量％的添加剂。核心混合物优选含有0.0225重量％至0.0975重量％或1.0重量％至1.9重量％的缓凝剂和/或促凝剂。
混凝土构件优选具有根据DIN 1045-2C0或C01标准的压实等级。混凝土构件优选是混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶。
此外，混凝土构件优选具有根据DIN EN 12390-3，尤其是DIN EN 12390-3:2019-10，在28天后测量的小于110N/mm2，优选小于100N/mm2，更优选小于85N/mm2，特别优选小于82.5N/mm2的抗压强度。
此外，混凝土构件的核心混凝土层在制造后28天优选具有根据2001年DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复”第4部分第5.5.11节测量的1.0MPa或以上，优选为1.3MPa或以上，更优选为1.5MPa或以上，特别优选为2.0MPa或以上的附着抗拉强度。
本发明的混凝土构件具有良好的复合附着抗拉强度。混凝土构件在制造后28天优选具有根据2001年DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复”，第4部分，第5.5.11节测量的0.75MPa或以上，优选为1.0MPa或以上，更优选为1.15MPa或以上，还要更优选为1.3MPa，特别优选为1.5MPa或以上的复合附着抗拉强度。
附着抗拉强度尤其在混凝土构件生产后的三到四个月内会发生变化，尤其是在此期间会增加。
本发明还提供了一种生产根据本发明的混凝土构件的方法，该方法包括以下步骤：
a.制备含有以下组分的饰面组合物
i.粒状饰面材料，
ii.选择性的颜料，
iii.选择性的填料，
iv.水，
v.潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂，和
vi.碱性饰面硬化剂，
b.混合饰面组合物以获得饰面混合物，
c.制备含有以下组分的核心组合物
i.粒状核心材料，
ii.水，
iii.潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂，
iv.碱性核心硬化剂，
d.混合核心组合物以获得核心混合物，
e.将核心混合物和饰面混合物填充到至少一个模具中，
f.在模具中压实核心混合物和饰面混合物以获得至少一种生混凝土构件。
核心混合物和饰面混合物优选在至少一个模具中压实。压实可以通过冲压、挤压和/或振动进行。
在冲压过程中，混凝土在模具中优选通过振动压实，振动时间为1至20秒，优选为2.5至4.5秒。在冲压过程中，混凝土在模具中可以以1.0MPa或更小的压力压实。
在挤压过程中，混凝土在模具中优选以125MPa或更大，更优选125MPa至250MPa的压力压实。在挤压过程中，混凝土在模具中在优选5至20秒，更优选5至10秒的时间内基本上没有振动地压实。方法步骤优选按上述顺序进行。
根据一个实施方案，在步骤e中，首先将饰面混合物填充到模具中，然后将核心混合物在模具中填充到饰面混合物上，之后在模具中将与核心混合物接触的饰面混合物压实。
根据另一个实施方案，在步骤e中，首先将核心混合物填充入模具中，然后将饰面混合物在模具中填充到核心混合物上，之后在模具中将与饰面混合物接触的核心混合物压实。
根据另一个实施方案，在步骤e中，核心混合物不填充到模具中，而是压入束带(Strang)中，同时或随后将饰面混合物压入该束带中，然后在步骤f中在束带中将与饰面混合物接触的核心混合物压实。通过裁切并放置在模制板上而从束带获得混凝土构件。
此外，饰面组合物的组分有利地以给定的顺序进料。有利的是，核心组合物的组分以给定的顺序进料。已经发现，当以上述顺序添加组分时，饰面组合物和/或核心组合物易于加工。如果饰面组合物的组分在进料期间已经混合，也已证明是有利的。这同样适用于核心组合物。
上述针对根据本发明的混凝土构件所述的内容相应地适用于粒状饰面材料、粒状核心材料、饰面填料、核心填料、水、潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂、潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂、碱性饰面硬化剂和碱性核心硬化剂，尤其是在组分的使用量方面。
此外，该饰面组合物和/或核心组合物还可以包含上面列出的其他组分，例如水泥、掺和物、添加剂、缓凝剂和/或促凝剂。掺和物、添加剂、缓凝剂和/或促凝剂有利地与水或选择性的颜料一起进料加入，优选与水一起进料加入。
在根据本发明的方法中，可以设计混凝土构件的表面。根据一个实施形式，在压实之前，在至少一个的模具中的饰面混合物上施加一份造粒材料，其含有(a)含量为65至95重量％，优选75至85重量％的平均粒径为0.1至5mm的撒入组分，和(b)含量为5至35重量％，优选15至25重量％的粘合剂，上述含量基于该造粒材料的总组成。
通过使用这些浓度范围内的撒入组分和粘合剂，造粒材料可以很好地锚固在混凝土构件的表面上。
本领域技术人员将平均粒径理解为这样的直径，在该直径下具有更大直径和更小直径的颗粒数量相同。平均粒径可以例如通过过筛来确定。
为了根据本发明的方法的该实施形式生产特别美观的混凝土构件，已证明有利的是，饰面混凝土层具有诸如颜色或光泽度的光学特性并且造粒材料具有与此不同的光学特性。例如，这使得可以创建看起来类似于天然石头的自然结构的火焰状、纹理状或斑点状表面。
根据该实施形式，造粒材料优选通过施加装置施加到混合物上。施加装置可以具有至少一个喷淋装置、离心盘、桨轮、抛掷臂和/或弹射器，至少一份造粒材料被供给到上述设备。这些设备可以在模具上方或模具旁边移动，也可以以不同的时间间隔为其供给不同的份。这样，造粒材料可以均匀地施加到混合物上。还发现，根据本发明的方法可以以这种方式特别经济地实施。
施加装置有利地具有至少一个包含造粒材料的进料容器，其具有进料条，其中进料容器以均匀或不均匀的速度引导经过模具。
在此，优选地，将规则地和/或不规则地和/或间歇地执行的振动或振动冲击施加在进料条上。
优选沿进料条的延伸将不同的精制材料和/或不同份精制材料供给至进料条。
此外，如果进料容器连接在用于混凝土、优选饰面混凝土的进料车的前边缘上，也已证明是有利的。
例如在EP 2 910 354 A1中说明了具有至少一个带有进料条的进料容器的施加装置的可能构造。具有至少一个带有进料条的进料容器的施加装置的示例是具有至少一个腔室的填充车。造粒材料可以包含在该腔室中。填充车也可以具有由隔板隔开的两个或更多个腔室。在这种情况下，根据本发明的混合物有利地包含在填充车的第一腔室中。造粒材料优选包含在第二腔室中。另外的腔室可以含有具有不同特性的其他粒状材料，例如具有不同的颜色。填充车可以沿着导轨移动经过模具。
具有造粒材料的腔室可以具有施加部件。施加部件可以从腔室中取出。腔室可以具有一个或多个施加部件。
施加部件优选具有带有至少一个、优选多个孔的穿孔进料板和进料部件。这些孔可以统一地、或者呈图案排列在进料板上。这些孔可以具有相同或不同的直径。进料板可以是平的或弯曲的。进料板也可以设计为圆柱形的。进料板尤其可以形成进料条。
进料部件可以不同地设计。例如，进料部件可以具有轴，叶片固定在该轴上，该轴可以围绕轴的纵轴旋转。造粒材料优选位于由轴的两个叶片和进料板的对应区段形成的中间空间中。通过轴绕其纵轴旋转，叶片将造粒材料推过进料板上的孔，从而将其施加到混合物上。这种进料部件优选与弯曲的进料板结合使用。
进料部件也可以设计成梳状。在这种情况下，梳状进料部件优选可移动地放置在平坦的进料板上。造粒材料优选位于进料板上的梳齿之间。通过在进料板上移动梳子，将造粒材料挤压通过进料板上的孔，从而施加到混合物上。
进料部件也可以是穿孔板。穿孔板优选放置在平坦的进料板上。造粒材料优选位于进料板上的穿孔板的孔中。通过在进料板上移动穿孔板，将造粒材料挤压通过进料板的孔，从而施加到混合物上。
最后，进料部件也可以是可自由移动的部件，其优选布置在圆柱形进料板内部。造粒材料优选也布置在圆柱形进料板内部。在此，可自由移动的部件能够通过其自身重量将造粒材料挤压通过进料板的孔。通过移动，尤其是旋转圆柱形进料板，将造粒材料挤压通过进料板的孔并因此施加到混合物上。
施加部件有利地还包括另外的组件，例如可以移动进料部件的致动器。该致动器可以与电动机连接，该电动机可以优选地由电子控制装置控制。施加部件还可以具有致动器杆，与凸轮接合的凸轮从动件和/或传动装置。
根据本发明的方法的一个优选实施形式，施加装置具有至少一个管接头，为该管接头供给一份或多份造粒材料，并且将这些造粒材料通过该管接头被撒出、投掷、射出和/或掉落到饰面混凝土层上。如果管接头的端部以喷嘴的方式设计，则在模具上会实现特别好的分布。
实际测试表明，如果借助于预张紧的、弹簧加载的活塞进行喷射，为了抛出材料而突然释放该活塞的锁定，根据本发明的方法也有利于产生良好的分布。
施加装置可以优选地在模具上方和/或模具旁边移动。其可以具有或实现不同的运动速度，其中顿挫的运动也可以是有利的。根据模具的大小和施加装置中造粒材料的颜色，可以为一个模具使用多个以及不同的装置，以实现更均匀的施加或造粒材料的特殊特征性的施加图案。
在施加装置中优选使用挡板，因为这种盘形轮或抛掷臂以及管接头可能具有更广泛的散射。
若干份造粒材料可以顺次由施加装置抛出，其中可以涉及不同的造粒材料，如上所述。
造粒材料中所含的粘合剂优选为无机粘合剂，如水泥、水硬性石灰、石膏、炉渣、高炉渣，优选是高炉矿渣，尤其是研磨高炉矿渣、电热磷渣、钢渣、无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、微硅粉、玻璃粉、飞灰，如褐煤粉煤灰或硬煤粉煤灰、偏高岭土、天然白榴火山灰，如凝灰岩、浮石凝灰岩或火山灰、天然和合成的沸石或水玻璃，或者造粒材料中所含的粘合剂为例如塑料分散体、丙烯酸酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、溶胶-凝胶树脂或有机硅树脂乳液等有机粘合剂。这些粘合剂特别容易在混凝土构件中处理。此外，其对方法没有额外的要求。此外，这些粘合剂使粒状材料能够很好地锚固在混凝土构件上。
根据混凝土构件所需的视觉外观，可以使用具有不同平均粒径的撒入组分。平均粒径为0.1至1.8mm的撒入组分可用作撒入组分。替代性地，可以使用平均粒径为1.2至5mm的撒入组分。
优选使用平均粒径为0.1至1.2mm的撒入组分。
造粒材料还可以包含小的石料颗粒，从而可以将具有不同颜色的不同类型的材料，包括半宝石或宝石或云母或金属碎片或塑料颗粒或玻璃颗粒的颗粒引入到表面混凝土层或饰面混凝土层中。造粒材料也可以是任何石料混合物。
如果撒入组分是石料混合物或包含石料混合物，则已证明对于根据本发明的方法特别实用。这使得能够生产非常接近天然石材外观的混凝土构件。
在根据本发明的方法中，撒入组分优选至少包含选自半宝石、宝石、云母、金属碎片、玻璃和塑料颗粒的材料。使用这些材料实现了非常经济的方法。
在根据本发明的方法中，造粒材料尤其可以具有最大为2mm粒径的分级颗粒组成。
在根据本发明的方法中，可以用刷子加工至少一个的生混凝土构件的表面和/或边缘并由此将其结构化和/或粗糙化和/或平滑化和/或加工掉边缘突起。这可以进一步增强装饰性视觉外观。
在压实之前，但优选在压实之后，可以在硬化之前或之后将优选为无色的有机或无机试剂施加到混凝土构件的表面上。这涉及浸渍、密封或涂覆混凝土构件。尤其可以将密封剂和/或浸渍剂施加到至少一个的生混凝土构件的表面上。这样的程序为混凝土构件增加了另一保护层，其额外地进一步提高了混凝土构件的耐用性和使用寿命。该层还可以作用为斑点保护，另外还可以防止石灰风化。
优选在根据本发明的方法中硬化生混凝土构件以获得混凝土构件。在硬化之后，优选地通过研磨、喷砂、刷涂和/或结构化混凝土构件来加工混凝土构件。
本发明的另一个主题是潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂，尤其是作为粘合剂，与碱性硬化剂一起用于在包括核心混凝土层和与之相连的饰面混凝土层的混凝土构件中生产核心混凝土层的应用。
上文针对根据本发明的混凝土构件所述的内容优选也相应地适用于该混凝土构件。
上文针对潜在水硬性核心粘合剂所述的内容优选也相应地适用于该潜在水硬性粘合剂。这也适用于上述用量。
上文针对根据本发明的凝硬性核心粘合剂所述的内容优选也相应地适用于该凝硬性粘合剂。这也适用于上述用量。
上文针对碱性饰面硬化剂和/或核心硬化剂所述的内容优选也相应地适用于该碱性硬化剂。
根据一个实施方案，核心混凝土层含有粒状核心材料，上述针对粒状核心材料所述的内容也相应适用。这也适用于上述用量。
根据另一个实施方案，饰面混凝土层含有粒状饰面材料，上述针对粒状饰面材料所述的内容也相应适用。这也适用于上述用量。
根据另一个实施方案，饰面混凝土层含有饰面填料，上述针对饰面填料所述的内容也相应适用。这也适用于上述用量。
根据另一个实施方案，核心混凝土层含有核心填料，上述针对核心填料所述的内容也相应适用。这也适用于上述用量。
根据另一个实施方案，核心混凝土层含有1重量％或更多，优选5重量％或更多，更优选15重量％或更多，特别优选17.5重量％或更多的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。
根据另一个实施方案，核心混凝土层含有5重量％至30重量％，尤其是5重量％至20重量％的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。
根据本发明应用的混凝土构件优选是根据本发明的混凝土构件。
具体实施方式
下文列出了一些非限制性示例，以作进一步说明。
示例
材料
对于地质聚合物层
饰面粘合剂混合物：主要含有潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂。
核心粘合剂混合物：主要含有潜在水硬性粘合剂和凝硬性粘合剂。
粒状饰面材料：筛孔宽度为2mm时过筛量为72.5重量％，筛孔宽度为0.25mm时过筛量为7.5重量％的骨料。
粒状核心材料：筛孔宽度为8mm时过筛量为98.8重量％，筛孔宽度为0.5mm时过筛量为18.0重量％的骨料。
饰面填料：筛孔宽度为0.025mm时过筛量为97重量％，筛孔宽度为0.015mm时过筛量为63重量％的岩粉。
碱性饰面硬化剂：75％的硅酸。
碱性核心硬化剂：40％的无机碱水溶液。
颜料：金属氧化物颜料。
饰面混合物添加剂：缓凝剂/促凝剂。
可能情况下的水泥：波特兰水泥CEM I 42.5R
造粒材料：含有80重量％平均粒径为0.7mm的小石料颗粒和20重量％的无机粘合剂。
对于传统层
核心粘合剂混合物：波特兰水泥CEM I 52.5N
粒状核心材料：筛孔宽度为8mm时过筛量为98.8重量％，筛孔宽度为0.5mm时过筛量为18.0重量％的骨料。
核心填料：筛孔宽度为0.025mm时过筛量为97重量％，筛孔宽度为0.015mm时过筛量为63重量％的岩粉。
方法
根据DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复”，2001，第4部分，第5.5.11节确定附着抗拉强度。与此不同，选择30mm和5mm的钻孔深度。核心层的附着抗拉强度通过测试底面确定。饰面或复合附着抗拉强度通过鉴定撕裂深度(撕裂位置)来确定。
示例1：
先后将76.0重量％的粒状核心材料、5.3重量％的水、17.0重量％的核心粘合剂混合物和1.7重量％的碱性核心硬化剂添加到混合容器中以获得核心组合物，其中上述数据基于核心组合物的总重量。然后将核心组合物在混合容器中混合以获得核心混合物。将由此获得的核心混合物作为核心混凝土层填充到模制板的模具中。
将66.6重量％的粒状饰面材料、1.1重量％的颜料、6.4重量％的水、21.6重量％的饰面粘合剂混合物、4.26重量％的碱性饰面硬化剂和0.04重量％的添加剂添加到另一个混合容器中以获得饰面组合物，其中上述数据基于饰面组合物的总重量。然后将该饰面组合物在混合容器中混合以获得饰面混合物。将由此获得的饰面混合物填充到模制板的模具中作为饰面混凝土层。饰面混凝土层具有基本颜色。然后通过冲压将混合物在模具中压实，由此获得生混凝土构件。移除模具时没有观察到生混凝土构件的撕裂。脱模并硬化后，测得混凝土构件的附着抗拉强度为至少0.77MPa(测试年龄7天)以及至少1.15MPa(测试年龄28天)。撕裂在饰面中出现。因此，复合附着抗拉强度测得为至少0.77MPa(测试年龄7天)以及至少1.15MPa(测试年龄28天)。此外，根据DIN EN 12390-3:2019-10，混凝土构件的抗压强度为56.9N/mm2(测试年龄7天)和60.8N/mm2(测试年龄28天)。
此外，混凝土构件在核心层中的附着抗拉强度为1.89MPa(测试年龄10天)。硬化后，获得的混凝土构件在视觉上很有吸引力。在6个月的时间里，混凝土构件的装饰性能没有出现明显的褪去或任何其他恶化。此外，在6个月的时间里，混凝土构件上也没有出现碱-硅酸反应可能导致的化学侵蚀迹象。
示例2(对比例)
在示例2中，生产了一种传统的、即基于水泥的核心作为核心。为此，将79.6重量％的粒状核心材料，11.0重量％的水泥、5.2重量％的水和4.2重量％的核心填料添加到混合容器中并混合。将由此得到的核心混合物作为核心混凝土层填入模制板的模具中。
然后将示例1中的饰面混合物倒入模制板模具中的核心混合物上。饰面混凝土层具有基本颜色。然后通过冲压将混合物在模具中压实，由此获得生混凝土构件。移除模具时没有观察到生混凝土构件的撕裂。脱模和硬化后，混凝土构件的附着抗拉强度测得为至少0.41MPa(测试年龄7天)以及至少0.75MPa(测试年龄28天)。撕裂在复合层中出现。因此，所测量的附着抗拉强度为复合附着抗拉强度。此外，根据DIN EN 12390-3:2019-10，混凝土构件的抗压强度为61.1N/mm2。
示例3(对比例)
首先，按照示例2的方法制备传统的核心混合物，并将其填充到模制板的模具中。
然后按照实施例1的方法制备饰面混合物，不同之处在于只使用了15.3重量％的饰面粘合剂，并额外添加了6.3重量％的水泥。然后将如此获得的饰面组合物在混合容器中混合，以得到饰面混合物。将如此得到的饰面混合物填充到上述模制板的模具中作为饰面混凝土层。饰面混凝土层具有基本颜色。然后通过冲压将混合物在模具中压实，由此获得生混凝土构件。移除模具时没有观察到生混凝土构件的撕裂。脱模和硬化后，混凝土构件测得的附着抗拉强度为至少0.26MPa(测试年龄7天)以及至少0.28MPa(测试年龄28天)。撕裂在复合层中出现。因此，所测量的附着抗拉强度为复合附着抗拉强度。
示例4
示例4与示例1相同，不同之处在于对于核心组合物添加了74.8重量％的粒状核心材料、5.5重量％的水、17.9重量％的核心粘合剂混合物和1.8重量％的碱性核心硬化剂。在借助以喷嘴的方式设计的管接头进行冲压之前，使造粒材料以任意份额被撒出、投掷、射出和/或掉落到随后填充的、与示例1相同的饰面混凝土层上。施加装置可以在模制板上方移动，这样就可以任意到达模具中的所有饰面混凝土层。管接头上方布置有漏斗，将造粒材料填入其中。通过漏斗下部开口处的用于开关的装置，可以将任何份额的造粒材料引入管接头。原则上，可以在离心盘上方布置多个装有不同造粒材料的漏斗，以便使不同的造粒材料以不同的进料量被撒出、投掷、射出和/或掉落到饰面混凝土层的表面上。管接头可以不同的移动速度移动，包括顿挫式的移动。相对于模制板的高度位置也可以任意进行调整和变化，甚至在施加造粒材料的过程中也是如此。移除模具时没有观察到生混凝土构件的撕裂。脱模和硬化后，混凝土构件测得的附着抗拉强度为至少0.83MPa(测试年龄7天)以及至少1.17MPa(测试年龄28天)。撕裂在饰面中出现。因此，测得复合附着抗拉强度为至少0.77MPa(测试年龄7天)以及至少1.15MPa(测试年龄28天)。此外，根据DIN EN 12390-3:2019-10，混凝土构件的抗压强度为67.0N/mm2(测试年龄7天)和74.4N/mm2(测试年龄28天)。此外，混凝土构件在核心层中的附着抗拉强度为2.18MPa(测试年龄10天)。
从该示例中可以看出，基于地质聚合物的核心和基于地质聚合物的饰面的组合具有很好的附着抗拉强度(示例1和示例4)。同时，这些完全基于地质聚合物的混凝土构件显示出非常好的耐化学腐蚀性。
传统核心与基于地质聚合物的饰面层的组合(示例2)以及与地质聚合物和水泥制成的混合饰面层的组合(示例3)显示出较低的复合附着抗拉强度。
Claims (32)
1.包括核心混凝土层和饰面混凝土层的混凝土构件，其中所述混凝土构件通过压缩和固化与饰面混凝土层混合物接触的核心混凝土层混合物获得，
其中所述核心混凝土层混合物包含潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂、水、粒状核心材料和碱性核心硬化剂，
其中所述饰面混凝土层混合物包含潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂、水、粒状饰面材料和碱性饰面硬化剂，
其中所述粒状饰面材料在2mm的筛孔宽度下具有35.5重量％至99.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至33.5重量％的过筛量，分别基于粒状饰面材料的总重量，并且
其中所述混凝土构件具有根据DIN EN 12390-3，尤其是DIN EN 12390-3：2019-10，28天后测量的小于120N/mm2的抗压强度。
2.根据权利要求1所述的混凝土构件，其特征在于，粒状饰面材料在2mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％、更优选56.5重量％至98.5重量％、特别优选72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.25mm的筛孔宽度下具有2.5重量％至27.5重量％，更优选2.5重量％至22.5重量％，甚至更优选2.5重量％至21.5重量％，特别优选2.5重量％至8重量％或11.5重量％至21.5重量％的过筛量，并且在0.125mm的筛孔宽度下具有0.1重量％至12.5重量％，更优选为0.3重量％至10.0重量％，还要更优选为0.3重量％至7.5重量％，特别优选为0.3重量％至5.0重量％的过筛量，基于粒状饰面材料的总重量，
和/或所述粒状核心材料在8mm的筛孔宽度下具有42.5重量％至99.5重量％，优选为56.5重量％至98.5重量％，更优选为72.5重量％至97.5重量％的过筛量，并且在0.5mm的筛孔宽度下具有7.5重量％至39.5重量％，优选为13.5重量％至37.5重量％，特别优选为25.5重量％至37重量％，或14.5重量％至24.5重量％的过筛量，分别基于粒状核心材料的总重量。
3.根据权利要求1或2之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述粒状饰面材料具有1.59至3.62、优选1.61至3.17、特别优选1.61至2.55的粒度模数，和/或所述粒状核心材料具有1.97至4.61，优选2.27至3.82的粒度模数。
4.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，基于饰面混合物的总重量，所述饰面混合物含有55重量％至80重量％，优选60重量％至75重量％，更优选60重量％至72重量％，特别优选60重量％至65重量％，尤其是60重量％至64重量％或者67重量％至72重量％的粒状饰面材料，
和/或基于核心混合物的总重量，所述核心混合物含有60重量％至95重量％，优选65重量％至92.5重量％，更优选70重量％至90重量％，特别优选74重量％至79重量％的粒状核心材料。
5.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，基于饰面混合物的总重量，所述饰面混合物含有1重量％至30重量％，优选1重量％至20重量％，更优选5重量％至18重量％，甚至更优选5重量％至15重量％，甚至更优选5重量％至10重量％，特别优选6重量％至8重量％的饰面填料，
和/或基于核心混合物的总重量，所述核心混合物含有1重量％至40重量％，优选10重量％至30重量％，更优选12.5重量％至30重量％，特别优选15重量％至27.5重量％的核心填料。
6.根据权利要求5所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面填料在0.025mm的筛孔宽度下具有63重量％至99重量％，优选68重量％至99重量％，更优选90重量％至99重量％，特别优选95重量％至99重量％的过筛量，并且在0.015mm的筛孔宽度下具有38重量％至73重量％，优选58重量％至67重量％，特别优选61重量％至66重量％的过筛量，基于饰面填料的总重量，
和/或所述核心填料在0.025mm的筛孔宽度下具有63重量％至99重量％，优选68重量％至99重量％，更优选90重量％至99重量％，特别优选95重量％至99重量％的过筛量，并且在0.015mm的筛孔宽度下具有38重量％至73重量％，优选58重量％至67重量％，特别优选61重量％至66重量％的过筛量，基于核心填料的总重量。
7.根据权利要求5或6之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面填料选自岩粉，优选分级岩粉、石灰石粉，优选分级石灰石粉、及其混合物，
和/或所述核心填料选自岩粉，优选分级岩粉、石灰石粉，优选分级石灰石粉、及其混合物。
8.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面混合物含有15重量％至40重量％，优选20重量％至30重量％，更优选20重量％至24重量％或者26重量％至29重量％，特别优选22重量％至24重量％的潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂，基于饰面混合物的总重量，
和/或所述核芯混合物含有10重量％至50重量％，优选10重量％至40重量％的潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂，基于核心混合物的总重量。
9.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，潜在水硬性饰面粘合剂选自残渣、高炉炉渣，优选矿渣砂，尤其是磨碎的矿渣砂、电热磷矿渣、钢渣及其混合物，和/或所述潜在水硬性饰面粘合剂中的(CaO+MgO)∶SiO2的摩尔比为0.8至2.5，优选为1.0至2.0，和/或潜在水硬性核心粘合剂选自残渣、高炉炉渣，优选矿渣砂，尤其是磨碎的矿渣砂、电热磷矿渣、钢渣及其混合物，和/或所述潜在水硬性核心粘合剂中的(CaO+MgO)∶SiO2的摩尔比为0.8至2.5，优选为1.0至2.0。
10.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述凝硬性饰面粘合剂选自无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、微硅粉、玻璃粉末、飞灰，如褐煤粉煤灰或硬煤粉煤灰、偏高岭土、天然白榴火山灰，如凝灰岩、浮石凝灰岩或火山灰、天然和合成的沸石、及其混合物，
和/或所述凝硬性核心粘合剂选自无定形二氧化硅、沉淀二氧化硅、热解二氧化硅、微硅粉、玻璃粉末、飞灰，如褐煤粉煤灰或硬煤粉煤灰、偏高岭土、天然白榴火山灰，如凝灰岩、浮石凝灰岩或火山灰、天然和合成的沸石、及其混合物。
11.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述碱性饰面硬化剂选自碱金属氧化物、碱金属氢氧化物、碱金属碳酸盐、碱金属硅酸盐、碱金属铝酸盐及其混合物，优选选自碱金属氢氧化物、碱金属硅酸盐及其混合物，和/或所述碱性核心硬化剂包括有机碱和/或无机碱。
12.根据前述权利要求之一的混凝土构件，其特征在于，所述饰面混合物含有1重量％至15重量％，优选1重量％至10重量％，进一步优选3重量％至5重量％，还要优选3.15重量％至4.85重量％，更优选3.25重量％至3.65重量％或者4.0重量％至4.75重量％，特别优选4.25重量％至4.75重量％，非常特别优选4.25重量％至4.45重量％的碱性饰面硬化剂，基于饰面混合物的总重量，
和/或基于核心混合物的总重量，所述核心混合物含有0.1重量％至15重量％，优选0.5重量％至10重量％的碱性核心硬化剂。
13.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面混合物含有1重量％至20重量％，优选3重量％至15重量％，更优选3重量％至7重量％，更优选3.5重量％至6.5重量％，还要更优选4.0重量％至6.2重量％，甚至更优选4.2重量％至4.9重量％，或者5.2重量％至6.2重量％，特别优选4.2重量％至4.8重量％的水，基于饰面混合物的总重量，
和/或所述核心混合物含有1重量％至20重量％，优选3重量％至15重量％，更优选3重量％至10重量％的水，基于核心混合物的总重量。
14.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面混合物包含硬化调节剂，尤其是缓凝剂和/或促凝剂，
和/或所述核心混合物包含硬化调节剂，尤其是缓凝剂和/或促凝剂。
15.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述饰面混合物包含水泥，尤其最多5重量％或最多10重量％的水泥，和/或一种或多种掺和物，例如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石，和/或一种或多种添加剂，其选自增塑剂、消泡剂、保水剂、分散剂、颜料、纤维、可再分散粉末、润湿剂、浸渍剂、络合剂和流变添加剂，
和/或所述核心混合物包含水泥，尤其最多5重量％或最多10重量％的水泥，和/或一种或多种掺和物，例如砾石、砂砾、沙子、珍珠岩、硅藻土或蛭石，和/或一种或多种添加剂，其选自增塑剂、消泡剂、保水剂、分散剂、颜料、纤维、可再分散粉末、润湿剂、浸渍剂、络合剂和流变添加剂。
16.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述混凝土构件具有根据DIN EN 12390-3，尤其是DIN EN 12390-3:2019-10，在28天后测量的小于110N/mm2，优选小于100N/mm2，更优选小于85N/mm2，特别优选小于82.5N/mm2的抗压强度。
17.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，混凝土构件的核心混凝土层在制造后28天具有根据DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复”2001年第4部分第5.5.11节测量的1.0MPa或以上，优选为1.3MPa或以上，更优选为1.5MPa或以上，特别优选为2.0MPa或以上的附着抗拉强度。
18.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述混凝土构件在制造后28天具有根据DAfSt准则“混凝土构件的保护和修复”，2001年第4部分第5.5.11节测量的0.75MPa或以上，优选为1.0MPa或以上，更优选为1.15MPa或以上，还要更优选为1.3MPa或以上，特别优选为1.5MPa或以上的复合附着抗拉强度。
19.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述核心混凝土层含有1重量％或更多，优选5重量％或更多，更优选15重量％或更多，尤其优选17.5重量％或更多的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。
20.根据前述权利要求之一所述的混凝土构件，其特征在于，所述混凝土构件是混凝土块、混凝土板、混凝土墙构件或混凝土台阶。
21.用于生产根据权利要求1至20中任一项所述的混凝土构件的方法，所述方法包括以下步骤：
a.制备含有以下组分的饰面组合物
i.粒状饰面材料，
ii.选择性的颜料，
iii.选择性的填料，
iv.水，
v.潜在水硬性饰面粘合剂和/或凝硬性饰面粘合剂，和
vi.碱性饰面硬化剂，
b.混合饰面组合物以获得饰面混合物，
c.制备含有以下组分的核心组合物
i.粒状核心材料，
ii.水，
iii.潜在水硬性核心粘合剂和/或凝硬性核心粘合剂，
iv.碱性核心硬化剂，
d.混合核心组合物以获得核心混合物，
e.将核心混合物和饰面混合物填充到至少一个模具中，
f.在模具中压实核心混合物和饰面混合物以获得至少一种生混凝土构件。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于，饰面组合物的组分以给定的顺序进料。
23.根据权利要求21或22之一所述的方法，其特征在于，核心混合物在饰面混合物之前填入至少一个模具中。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于，核心混合物在填入饰面混合物之前被压实。
25.根据权利要求21至24之一所述的方法，其特征在于，在压实之前，在至少一个的模具中的饰面混合物上施加一份造粒材料，所述造粒材料含有(a)含量为65至95重量％的平均粒径为0.1至5mm的撒入组分，和(b)含量为5至35重量％的粘合剂，上述含量基于所述造粒材料的总组成。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于，造粒材料中所含的粘合剂为无机粘合剂，如水泥、水硬性石灰、石膏或水玻璃，或者造粒材料中所含的粘合剂为有机粘合剂，例如塑料分散体、丙烯酸酯树脂、醇酸树脂、环氧树脂、聚氨酯、溶胶-凝胶树脂或有机硅树脂乳液，和/或平均粒径为0.1至1.8mm或1.2至5mm的撒入组分用作撒入组分，和/或撒入组分是石料混合物或包含石料混合物，或者撒入组分至少包含选自半宝石、宝石、云母、金属碎片、玻璃和塑料颗粒的材料。
27.根据权利要求25或26所述的方法，其特征在于，造粒材料通过撒出或投掷的方式施加，和/或造粒材料通过施加装置施加到饰面混合物上，其中所述施加装置具有至少一个管接头，为所述管接头供给一份或多份造粒材料，并且将所述一份或多份造粒材料通过所述管接头撒出、投掷、射出和/或掉落到混凝土层上。
28.根据权利要求21至27之一所述的方法，其特征在于，用刷子加工至少一个的生混凝土构件的表面和/或边缘并由此将其结构化和/或粗糙化和/或平滑化和/或加工掉边缘突起。
29.根据权利要求21至28之一所述的方法，其特征在于，将密封剂和/或浸渍剂施加到所述至少一个的生混凝土构件的表面上。
30.根据权利要求21至29中任一项所述的方法，其特征在于，硬化生混凝土构件以获得混凝土构件，其中优选在硬化之后，通过研磨、喷砂、刷涂和/或结构化混凝土构件来加工所述混凝土构件。
31.潜在水硬性粘合剂和/或凝硬性粘合剂的应用，尤其是作为粘合剂，与碱性硬化剂一起用于在包括核心混凝土层和与之相连的饰面混凝土层的混凝土构件中生产核心混凝土层。
32.根据权利要求31所述的应用，其特征在于，潜在水硬性粘合剂如权利要求9所述的核心粘合剂所定义，和/或凝硬性粘合剂如权利要求10所述的凝硬性核心粘合剂所定义，和/或核心混凝土层含有如权利要求1至4所定义的粒状核心材料，和/或饰面混凝土层包括如权利要求1至4所定义的粒状饰面材料，和/或核心混凝土层含有如权利要求6和7所定义的核心填料，和/或饰面混凝土层含有如权利要求6和7所定义的饰面填料，和/或碱性硬化剂如权利要求11所定义，和/或混凝土构件由权利要求16、18或20的至少一个特征所定义，和/或核心混凝土层含有1重量％或更多，优选5重量％或更多，更优选15重量％或更多，特别优选17.5重量％或更多的蛋白石、燧石、玉髓和/或硬砂岩。
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