CN1407046A - 水硬性粘合剂 - Google Patents
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Abstract
含有研磨到细度高于5000cm2/g Blaine的玻璃态膨松性炉渣的水硬性粘合剂，其中该潜在水硬性高炉炉渣具有高于93％的玻璃态，包含34－40％的SiO2、34－37％的CaO和高于9％但低于13％的Al2O3。(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)比值在0.88－0.98范围内。优选地，粘合剂包含0.5－5％卜特兰水泥渣或卜特兰水泥。可通过混合多种炉渣满足上述条件。
Description
发明领域
本发明涉及一种水硬性粘合剂(hydraulic binder)，更具体地说，涉及利用一种磨细的膨松性(bulky)潜在水硬性高炉炉渣、硫酸盐促进剂和活化添加剂作为水硬性粘合剂。这里使用的术语“细分的”是指细度超过5,000cm2/g Blaine。
背景技术
高炉炉渣是铁矿精炼的副产物。在高炉中，形成液态炉渣，该液态炉渣漂浮在熔融的铁上，并且由含有从铁矿中分离的组分的粘土、硅石和石灰，以及石灰石和约1900℃时焦炭中的杂质组成。这种液态炉渣被称为高炉炉渣，并在约1400℃时用水淬火。在这种急速冷却过程中，形成高度玻璃状颗粒，它具有潜在的水硬性粘合能力。但这种玻璃状高炉炉渣不能单独用作粘合剂。可通过添加促进剂来活化其硬化能。该活化基本上以两种方式实现：通过加入熟石灰和水泥(碱活化)和通过加入硫酸钙(硫酸盐活化)。然而，并不是每种炉渣都可同时被活化。
炉渣潜在的水硬性粘合力取决于其组成。因此，Dr.Fritz Keil在“水泥、制备和特性”Springer-Verlag，Berlin，1971中在第116页描述了，炉渣的质量取决于(CaO+CaS+0.5MgO+Al2O3)/(SiO2+MnO)比值，称为F值。如果F值高于1.9，从水硬性粘合的观点来看，认为该炉渣非常好。如果F值低于1.5，认为该炉渣仅具有普通的水硬性。
炉渣活性的另一个标准是SiO2含量。一般来说，具有少于32％SiO2的炉渣被认为具有高的水硬性能力，具有多于37％SiO2的炉渣认为具有较小的水硬性能力。
关于碱活化，根据水泥产品的EN(欧洲标准)197-1标准，炉渣质量必须符合下面的要求：(CaO+MgO)/SiO2比值必须大于1.0。
对于硫酸盐活化，有关炉渣的文献表明，炉渣应当具有至少13％的Al2O3的含量，并且(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2比值应当高于1.6。
许多专利涉及了CaO含量超过40％和Al2O3含量高于14％(例如，参见加拿大专利第1,131,664号)。
在加拿大专利第1,131,664号中，描述了具有如下组成的粘合剂：
80-85％粒状高炉炉渣(具有40-50％CaO，14-20％Al2O3，30-35％SiO2，5-8％MgO)
13-17％CaSO4(按无水石膏计算)
1.5-2.5％卜特兰水泥
0.1-0.5％有机羧酸或其盐
0.03-0.6％甲基纤维素、硬脂酸钠或十二烷基苯甲酰基磺酸钠和
0.6-2％硫酸钠。
根据那些教导，使用高水硬性的炉渣。为了改善用于该目的的炉渣，可向炉渣和混合物中加入Al2O3和CaO，然后加热该混合物。
然而，基于上述的标准，发现大多数的高炉炉渣只具有普通的水硬性能力。在水泥工业中，这种低价值高炉炉渣可用作添加剂，它在水泥中的最大含量为65％，超过该比例会迅速降低水泥产品的强度。水泥工业也仅在有限范围内使用较低价值的高炉炉渣作为聚集体或添加剂。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种上述类型的粘合剂，它可以使用低价值炉渣但获得高价值产品。
本发明的另一个目的在于生产一种粘合剂，它没有现有方法具有的缺点。
在后文中，这些目的和其它将变得清晰，根据本发明，提供了一种水硬性粘合剂，它由含有硫酸盐促进剂和活化添加剂的磨细到超过5,000cm2/g Blaine的潜在水硬性的膨松性高炉炉渣组成，其中，潜在水硬性的膨松性高炉炉渣基本上具有以下分析：
玻璃状态(glassiness)：＞93％，
SiO2：34-40％(重量)，
CaO：34-37％(重量)，
Al2O3：＞9％(重量)，和
(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)：0.88-0.98。
令人惊奇地发现，即使当炉渣符合上述通用标准并被认为只是普通的水硬性物质时，这种组成的或满足这些要求的炉渣能生产出良好的产品。
换句话说，根据本发明的要求，可使用具有少于13％(重量)Al2O3的炉渣，其F值低于1.5，(CaO+MgO+Al2O3)/SiO2比值低于1.6。
单独的炉渣很少能满足本发明的所有这些要求。但是，因为有大量的低价值炉渣，常常有可能形成至少两种高炉炉渣的混合物，从而使该混合物具备这些要求。这还具有另一个优点，那就是，通过混合不同来源的炉渣满足上述先决条件时，活化程度大大提高。
炉渣的活化是这样实现的：通过添加并与炉渣混合或研磨天然硫酸钙(天然石膏)、12-20％(重量)的烟道气脱硫石膏(或其无水石膏)、0.5-5％(重量)的卜特兰水泥和/或0.5-3％重量的其它诸如热粉尘、煅石灰或Ca(OH)2的CaO载体、高达3％(重量)的碱性硫酸盐或碱性碳酸盐和/或0.5-3％(重量)的羧酸钙盐。例如，发现使用从烟道或窑气获得的热粉尘(热粉)非常有利，并能加速炉渣的水合和增加压缩强度。该热粉可以是脱酸到70-90％的粗粉和在卜特兰水泥渣生产中在800-900℃热交换炉的最低吸尘区收集的一类粗粉。该热粉可以通过高炉装置的烟道回收，并主要含有CaO。
由本发明的粘合剂获得的模制产品表现出较高的抗硫酸盐侵蚀能力，并具有澳大利亚标准B3310(NORM)和欧洲标准(EN)197-1的强度级别中的强度，可以与常规卜特兰水泥相比拟或更好。
实施例
通过以下实施例进一步说明本发明。由下列组分制备粘合剂：
85％高炉炉渣(Blaine值5800cm2/g)
13％烟道气脱硫石膏
1％卜特兰水泥
0.5％乙酸钙 (都是重量百分比)
使用的炉渣为本发明的炉渣，它可与其它炉渣相比拟。在下表中给出了关于炉渣和所得强度的数据。
| 分析 | 适合的炉渣混合物 | 不适合的炉渣混合物 |
| 玻璃态物质 | 94 | 94 |
| SiO2％ | 38.3 | 37.3 |
| Al2O3％ | 11.2 | 10 |
| CaO％ | 35.8 | 38.2 |
| MgO％ | 9 | 10.5 |
| (CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2) | 0.91 | 1.03 |
| N B3310 EN196-1 | N B3310 EN196-1 | |
| 压缩强度N/mm2 | ||
| 2天后 | 7 | 9 |
| 3天后 | 10 | 11 |
| 7天后 | 26 30 | 15 18 |
| 28天后 | 46 49 | 22 24 |
获得的强度还可随水泥添加剂大大增加，该水泥添加剂具有将水/粘合剂比值从0.6降到0.30的稀释剂。
本发明的粘合剂具有非常低的水合热，因此非常适用于经得起硫酸盐侵蚀的澄清池、渠道内衬板、澄清室、收集池和建筑构件。
Claims (20)
1.一种水硬性粘合剂，其特征在于由含有硫酸盐促进剂和活化添加剂的磨细到超过5,000cm2/g Blaine的潜在水硬性的膨松性高炉炉渣组成，其中，所述潜在水硬性的膨松性高炉炉渣基本上具有以下分析：
玻璃状态：＞93％，
SiO2：34-40％(重量)，
CaO：34-37％(重量)，
Al2O3：＞9％(重量)，和
(CaO+MgO)/(Al2O3+SiO2)：0.88-0.98。
2.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述高炉炉渣中Al2O3的含量最多为13％重量。
3.如权利要求2所述的粘合剂，其特征在于所述膨松性高炉炉渣是至少两种不同高炉炉渣的混合物。
4.如权利要求3所述的粘合剂，其特征在于所述膨松性高炉炉渣具有5,000到6,500cm2/g Blaine的细度。
5.如权利要求4所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-5％(重量)的卜特兰水泥渣或卜特兰水泥。
6.如权利要求5所述的粘合剂，其特征在于包含12-20％(重量)通过沉降烟道气脱硫或半水硫酸钙或无水硫酸钙回收得到的硫酸钙、天然硫酸钙或它们的混合物。
7.如权利要求6所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-3％(重量)的热粉尘、熟石灰或煅石灰。
8.如权利要求7所述的粘合剂，其特征在于包含高达3％(重量)的碱性硫酸盐或碱性碳酸盐或它们的混合物。
9.如权利要求8所述的粘合剂，其特征在于所述碱性硫酸盐或碱性碳酸盐选自K2SO4、Na2SO4、Na2CO3、Li2CO3和K2SO3。
10.如权利要求8所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-3％(重量)的羧酸钙盐。
11.如权利要求10所述的粘合剂，其特征在于所述羧酸钙盐选自乙酸钙和甲酸钙和其混合物。
12.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述膨松性高炉炉渣是至少两种不同高炉炉渣的混合物。
13.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于所述膨松性高炉炉渣具有5,000到6,500cm2/g Blaine的细度。
14.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-5％(重量)的卜特兰水泥渣或卜特兰水泥。
15.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于包含12-20％(重量)通过沉降烟道气脱硫硫酸钙或半水硫酸钙或无水硫酸钙回收得到的硫酸钙、天然硫酸钙或它们的混合物。
16.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-3％(重量)的热粉尘、熟石灰或煅石灰。
17.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于包含高达3％(重量)的碱性硫酸盐或碱性碳酸盐或它们的混合物。
18.如权利要求17所述的粘合剂，其特征在于所述碱性硫酸盐或碱性碳酸盐选自K2SO4、Na2SO4、Na2CO3、Li2CO3和K2SO3。
19.如权利要求1所述的粘合剂，其特征在于包含0.5-3％(重量)的羧酸钙盐。
20.如权利要求19所述的粘合剂，其特征在于所述羧酸钙盐选自乙酸钙和甲酸钙和其混合物。
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|---|---|---|---|
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| CN1407046A true CN1407046A (zh) | 2003-04-02 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102666426A (zh) * | 2009-11-30 | 2012-09-12 | 意大利水泥股份公司 | 包含磨细高炉矿渣的水硬性粘结剂 |
| CN105531238A (zh) * | 2013-09-11 | 2016-04-27 | 纳博特股份公司 | 基于氧化铝的水硬性粘结料体系 |
| CN111247112A (zh) * | 2017-10-30 | 2020-06-05 | 圣戈班韦伯公司 | 基于富铝炉渣的粘结剂 |
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| CN105531238A (zh) * | 2013-09-11 | 2016-04-27 | 纳博特股份公司 | 基于氧化铝的水硬性粘结料体系 |
| CN105531238B (zh) * | 2013-09-11 | 2018-11-09 | 纳博特股份公司 | 基于氧化铝的水硬性粘结料体系 |
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