TW202222732A - 具有高抗壓強度的膠凝組成物及其用途 - Google Patents

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Abstract

本發明關於膠凝組成物，其包含：a) 4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的膠凝黏合劑，尤其是普通波特蘭水泥；b) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物；以及c) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維。此類膠凝組成物具有非常高的強度。本發明還關於此類膠凝組成物例如用於混凝土修補或作為灌漿材料之用途。

Description

具有高抗壓強度的膠凝組成物及其用途
本發明關於具有非常高強度的膠凝組成物，該等膠凝組成物包含鋁氧化物和纖維。本發明還關於此類膠凝組成物例如用於混凝土修補或作為灌漿材料之用途。
近年來，已經將特殊的混凝土如高性能混凝土（HPC）和超高性能混凝土（UHPC）以及高強度和超高強度砂漿引入市場中。
高性能和超高性能混凝土以及砂漿特徵在於非常好的可加工性、超過60 MPa或超過80 MPa及以上的高強度、以及高耐用性。它們允許顯著更小的組分尺寸，這可以節省空間並降低運輸成本。
該等特殊的混凝土和砂漿典型地含有高比例的礦物黏合劑和高比例的具有低於0.125 mm粒度的細粒。高比例的細粒導致材料良好的均勻性且高比例的礦物黏合劑導致高強度。高強度的混凝土和砂漿還具有少量或非常少量的水，因為水泥水合所不需要的水蒸發並留下孔隙，該等空隙降低了強度。在普通混凝土中，w/c比率，即水與水泥的質量比通常是在0.45與0.60之間。在HPC和UHPC中，w/c比率要低得多，小於0.40，通常小於0.30或0.25。
例如，KR 10161390揭露了一種用於製造超高強度的預應力混凝土樁的組成物。該組成物包含黏合劑，該黏合劑由65 - 85 wt.-%的水泥和15 - 35 wt.-%的混合物構成，該混合物包含35 - 50 wt.-%的鈣氧化物、15 - 30 wt.-%的三氧化硫、1 - 5 wt.-%的鋁氧化物和10 - 15 wt.-%的α-半水石膏。
US 2019/211248揭露了導熱砂漿配製物，其包含15 - 25 wt.-%的灰水泥、5 - 10 wt.-%的具有45 µm粒度的鋁氧化物、60 - 70 wt.-%的以210 µm的鋁氧化物顆粒、以及視需要最高達50 wt.-%的砂骨料。US 2019/211248沒有提到此類配製物的抗壓強度。然而，包含具有與在US 2019/211248中使用的鋁氧化物一樣小的粒度的材料的膠凝組成物經常具有更高的水需求或更弱的可加工性。此外，具有此種小粒度的材料難以處理並造成關於職業健康和安全的額外的問題。
具有高含量氧化鋁的膠凝砂漿典型地用作耐火砂漿。然而，此類砂漿通常沒有針對高強度進行優化。
先前技術中所述之方法和配製物係複雜的，需要難以處理的原料，及/或使膠凝組成物的可加工性劣化。因此，持續需要用於製造超高強度的膠凝混凝土和砂漿的組成物和方法。較佳的是，此類組成物和方法係簡單的且不需要難以處理的原料。
本發明之一個目的係提供膠凝組成物、尤其是基於普通波特蘭水泥的膠凝組成物，其具有增加的強度、尤其是增加的抗壓強度。本發明之另一個目的係提供一種用於增加膠凝組成物、尤其是基於普通波特蘭水泥的膠凝組成物的強度的簡單方法。本發明之還另一個目的係提供具有增加的強度的膠凝組成物、尤其是基於普通波特蘭水泥的膠凝組成物之用途。
已經發現使用具有一定粒度的鋁氧化物顆粒和纖維、尤其是鋼纖維對膠凝材料、尤其是基於普通波特蘭水泥的膠凝材料的抗壓強度的增加協同地作用。
本發明之具體優勢係組合使用鋁氧化物顆粒和纖維、尤其是鋼纖維在不同硬化時間之後協同增加了抗壓強度。因此，獲得了相比於常規砂漿和灌漿具有實現某些機械特性所需的更高機械特性或更低水泥含量的膠凝組成物、尤其是砂漿和灌漿。
本發明之另一個優勢係本發明之膠凝組成物的自應變顯著減小。因此，不需要有機減縮劑或顯著減少對其需要。
如獨立項中所述，本發明之目的因此解決。本發明之另外的方面在附屬項中描述。
在第一方面，本發明關於一種乾膠凝組成物，其包含以下項或由以下項組成：在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重： a) 4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的膠凝黏合劑，尤其是普通波特蘭水泥， b) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物，以及 c) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維，其特徵在於該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度。
在本文中，膠凝組成物係包含至少一種膠凝黏合劑的組成物。膠凝黏合劑特別是在水的存在下以水合反應進行反應以形成固體水合物或水合物相的材料。這可以特別是可以用水甚至在水下硬化的水硬性黏合劑，如特別是水泥；或在添加劑的作用下用水凝固的潛在水硬性黏合劑，如特別是粒化高爐礦渣；或凝硬性黏合劑，如特別是粉煤灰、矽灰、微矽粉、或其混合物。在本文中，膠凝組成物不包含任何反應性聚合物或聚合物樹脂。特別地，膠凝組成物不含環氧樹脂。
乾膠凝組成物具有在每種情況下相對於乾膠凝組成物的總重量不超過10 wt.-%、較佳的是不超過3 wt.-%、尤其不超過1 wt.-%的水含量。
本發明之膠凝組成物至少包含作為膠凝黏合劑的普通波特蘭水泥（OPC）。根據具體實例，本發明之膠凝組成物中的OPC含量係在每種情況下相對於膠凝組成物的總乾重在4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的範圍內。
合適的OPC係例如按標準DIN 197-1被分類為CEM I。然而，例如按相關的ASTM、JIS或中國標準分類的其他OPC也是合適的。
除了OPC之外，在本發明之膠凝組成物中可以使用共混的水泥作為膠凝黏合劑如根據DIN 197-1的波特蘭複合水泥（CEM II）、高爐水泥（CEM III）、凝硬性水泥（CEM IV）和複合水泥（CEM V）。除了OPC之外，在本發明之膠凝組成物中進一步可以使用特殊的水泥如硫鋁酸鈣水泥、鋁酸鈣水泥、或其混合物。
根據某些具體實例，OPC係CEM I。根據另外的具體實例，OPC係白水泥。在本文中，可以較佳的是白水泥，因為它們具有更低的水需求。根據較佳的具體實例，膠凝黏合劑、尤其是OPC具有低含量的鋁酸三鈣（C3A）。低含量意指本發明之膠凝黏合劑中的C3A的含量較佳的是 ＜ 10 wt.-%，更佳的是 ＜ 5 wt.-%、各自基於膠凝黏合劑的總乾重。
根據具體實例，本發明之膠凝組成物還可以包含潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。合適的潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑特別是粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰及/或微矽粉。
根據具體實例，膠凝黏合劑中的OPC的比例係至少35 wt.-%、較佳的是至少65 wt.-%、並且最較佳的是至少80 wt.-%，在每種情況下相對於膠凝黏合劑的總乾重。在本發明之尤其較佳的具體實例中，膠凝黏合劑由普通波特蘭水泥組成。
根據另外的具體實例中，膠凝黏合劑可以包含在每種情況下相對於膠凝黏合劑的總乾重在1 - 65 wt.-%、較佳的是5 - 35 wt.-%、更佳的是10 - 20 wt.-%的範圍內的潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。有利的潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑係粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰及/或微矽粉。
因此，合適的膠凝黏合劑可以由100 wt.-%的普通波特蘭水泥組成。
合適的膠凝黏合劑還可以包含以下項，在每種情況下相對於該膠凝黏合劑的總乾重： a) 至少35 wt.-%、較佳的是至少65 wt.-%、並且最較佳的是至少80 wt.-%的普通波特蘭水泥， b) 1 - 65 wt.-%、較佳的是5 - 35 wt.-%、更佳的是10 - 20 wt.-%的至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。
該至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑較佳的是選自粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰及/或微矽粉。
合適的膠凝黏合劑還可以由以下項組成，在每種情況下相對於該膠凝黏合劑的總乾重： a) 至少35 wt.-%、較佳的是至少65 wt.-%、並且最較佳的是至少80 wt.-%的普通波特蘭水泥， b) 1 - 65 wt.-%、較佳的是5 - 35 wt.-%、更佳的是10 - 20 wt.-%的至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。
該至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑較佳的是選自粒化高爐礦渣、粉煤灰、矽灰及/或微矽粉。
在本文中，鋁氧化物係指在每種情況下相對於該材料的總乾重具有至少5 wt.-%、較佳的是至少50 wt.-%、更佳的是至少75 wt.-%、還更佳的是至少85 wt.-%、並且尤其是至少90 wt.-%的Al 2O 3含量的材料。本發明之鋁氧化物典型地進一步含有SiO 2、Fe 2O 3、TiO 2及/或鹼金屬和鹼土金屬的氧化物。較佳的鋁氧化物係氧化鋁、尤其是α-氧化鋁，該等可以是煆燒的。進一步較佳的材料係煆燒的鋁土礦。
在本文中，鋁氧化物不關於鋁酸鹽或鋁矽酸鹽。因此鋁氧化物不是鋁酸鹽水泥或任何鋁矽酸鹽。
在本文中，鋁氧化物作為粉末使用。因此鋁氧化物可以藉由粒度分佈來表徵。鋁氧化物的粒度可以如在例如標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17中所述之篩分析來分析。該方法藉由使材料通過許多篩孔尺寸不同的篩子將細顆粒與粗顆粒分離。使用單一運動，或水平、垂直或旋轉運動的組合，藉由一系列依次減小的篩子振動待分析的材料。在具有低於75 µm粒度的顆粒的情況下，使用ASTM C117-17的濕法。然後粒度分佈的下端可以由保留100%顆粒的篩子的篩孔尺寸給出，且上端可以由仍使100%顆粒通過的篩子的最小篩孔尺寸給出。在以下中，篩孔尺寸以及由此粒度分佈的下端和上端以µm給出。
根據具體實例，本發明之鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度。
在本文中鋁氧化物不關於纖維狀氧化鋁。在本文中，鋁氧化物也不關於基於鋁氧化物的奈米材料。
根據本發明之尤其較佳的具體實例，鋁氧化物的特徵在於雙峰粒度分佈。此種雙峰粒度分佈可以由將具有不同粒度分佈的兩種類型的鋁氧化物混合產生。因此，較佳的是在本發明之膠凝組成物中使用的鋁氧化物係具有不同粒度分佈的兩種鋁氧化物的混合物。
本發明之膠凝組成物中的鋁氧化物的量係在5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的範圍內，在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重。
不希望受理論束縛，據信鋁氧化物具有使來自水泥漿的水吸收到該鋁氧化物的多孔結構。吸收的水在水泥水合期間保留在鋁氧化物內部並且因此在水合期間顯著減小了自應變。保留在鋁氧化物內部的游離水將最終擴散到水泥基體中並與在最終凝固後的未反應的水泥反應，使得鋁氧化物與水泥基體更強地連接。
在本文中，纖維可以是鋼纖維、天然纖維、合成纖維或其混合物中的任何一者。較佳的纖維係鋼纖維，尤其較佳的是鍍黃銅鋼纖維。根據具體實例，鋼纖維可以是高碳鋼纖維。根據較佳的具體實例，鋼纖維可以是鍍黃銅高碳鋼纖維。
適用於增強膠凝組成物的鋼纖維對於熟悉該項技術者係本身已知的。在本文中合適的鋼纖維不受特別限制。它們可以選自可用於增強膠凝材料的任何鋼纖維。合適的鋼纖維係例如揭露於專利WO 1997/11239、WO 2010/142808中。
合適的鋼纖維可以具有在5 mm - 60 mm的範圍內的長度和在0.1 mm - 1 mm的範圍內的直徑。然而，各種其它的長度或直徑也是可能的。
合適的鋼纖維可以是化學及/或機械改性的，例如藉由壓花或塗鍍。合適的鋼纖維可以具有彎曲或鉤狀的末端。
根據尤其較佳的具體實例，纖維係具有在5 - 30 mm的範圍內的長度和在0.1 - 0.5 mm的範圍內的直徑的鍍黃銅鋼纖維。
合適的合成纖維係基於聚烯烴，尤其是聚乙烯及/或聚丙烯。然而，還可以使用基於聚烯烴的其他纖維，如基於聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）的纖維和複合纖維，芳族聚醯胺纖維、尤其是聚(對苯二甲醯對苯二胺)及/或聚(間苯二甲醯對苯二胺)纖維。在本發明中有用的纖維可以是高度纖維狀的。尤其地，在本文中合適的纖維係支化的，較佳的是高度支化的。它們可以用作紙漿產品、用作原纖維、或用作短切纖維。此外，可能的是本文中有用的纖維係化學及/或機械改性的，例如藉由壓花。
本發明之膠凝組成物中的纖維的量係在1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的範圍內，在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重。
本發明之膠凝組成物可以附加地包含至少一種骨料。骨料可以是在膠凝黏合劑的水合反應中為非反應性的任何材料。因此骨料可以是典型地用於砂漿及/或混凝土的任何骨料。典型的骨料係例如岩石、碎石、礫石、爐渣、砂（尤其是石英砂、河砂及/或人造砂）、再生混凝土、玻璃、膨脹玻璃、浮岩、珍珠岩、蛭石、及/或細骨料（如研磨的石灰石、及/或研磨的白雲石）。可用於本發明之骨料可具有典型地對於此類骨料遇到的任何形狀和尺寸。可用於本發明之骨料係如例如在EN 12620:2008-07和EN 13139:2015-07中所述。
根據具體實例，具有不超過8 mm、更佳的是不超過5 mm、還更佳的是不超過3 mm的粒度的骨料用於本發明之乾砂漿中。
本發明之膠凝組成物可以包含在每種情況下相對於膠凝組成物的總乾重5 - 59 wt.-%、較佳的是35 - 55 wt.-%、尤其是40 - 55 wt.-%的至少一種骨料。
根據特別較佳的具體實例，該至少一種骨料包含砂或由砂組成。砂係由精細分散的岩石或礦物顆粒構成的天然存在的顆粒材料。它以各種形式和尺寸可得。尤其地，該至少一種骨料由砂，特別是石英砂、河砂、人造砂，例如來自花崗岩或石灰岩的砂、或其混合物組成。合適的砂描述於標準ASTM C778或EN 196-1中。
本發明之膠凝組成物有利地進一步包含細骨料或填料。細骨料或填料在膠凝黏合劑的水合反應中是非反應性的並且具有主要通過0.125 mm、較佳的是通過0.063 mm篩子的粒度。典型的填料包括精細研磨的岩石粉，如細石灰岩。
較佳的是，將不同粒度的填料和骨料混合以最佳地調節膠凝組成物的特性。此類混合物對於熟悉該項技術者係已知的。
本發明之膠凝組成物有利地進一步包含在砂漿及/或混凝土工業中常見的添加劑，如增塑劑及/或超增塑劑、可再分散的聚合物、促進劑、緩凝劑、加氣劑、穩定劑、黏度調節劑、增稠劑、減水劑、促進劑、緩凝劑、抗水劑、強度增強添加劑、發泡劑、顏料、腐蝕抑制劑等。可能有利的是在一種膠凝組成物中組合兩種或更多種所述添加劑。
根據具體實例，本發明之乾膠凝組成物包含以下項：在每種情況下基於該膠凝組成物的總乾重， a) 4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的膠凝黏合劑， b) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度， c) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維， d) 視需要5 - 59 wt.-%的至少一種骨料， e) 視需要另外的添加劑。
該膠凝黏合劑包含基於該膠凝黏合劑的總重量至少35 wt.-%、較佳的是至少65 wt.-%、並且最較佳的是至少80 wt.-%的普通波特蘭水泥以及視需要1 - 65 wt.-%、較佳的是5 - 35 wt.-%、更佳的是10 - 20 wt.-%的至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。
根據其他具體實例，本發明之乾膠凝組成物由以下項組成：在每種情況下基於該膠凝組成物的總乾重， a) 4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的膠凝黏合劑， b) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度， c) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維， d) 視需要5 - 59 wt.-%的至少一種骨料， e) 視需要另外的添加劑。
該膠凝黏合劑包含基於該膠凝黏合劑的總重量至少35 wt.-%、較佳的是至少65 wt.-%、並且最較佳的是至少80 wt.-%的普通波特蘭水泥以及視需要1 - 65 wt.-%、較佳的是5 - 35 wt.-%、更佳的是10 - 20 wt.-%的至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑。
根據還其他的具體實例，本發明之乾膠凝組成物由以下項組成：在每種情況下基於該膠凝組成物的總乾重， a) 4 - 75 wt.-%的普通波特蘭水泥， b) 0 - 20 wt.-%的至少一種潛在水硬性黏合劑及/或凝硬性黏合劑， c) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度， d) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維， e) 視需要5 - 59 wt.-%的至少一種骨料， f) 視需要另外的添加劑。
在另一方面，本發明關於一種濕膠凝組成物。該濕膠凝組成物係藉由將如上所述之乾膠凝組成物與水混合獲得的，其中水係在每種情況下相對於該乾膠凝組成物的總重量以在5 - 50 wt.-%、較佳的是5 - 40 wt.-%、更佳的是6 - 30 wt.-%、還更佳的是6 - 20 wt.-%、尤其是7.5 - 10 wt.-%的範圍內的量存在
水可以是任何可用的水，如蒸餾水、純淨水、自來水、礦泉水、泉水和井水。僅在已知廢水的組成並且所含雜質均不可能賦予本發明組成物任何其他組分的功能性的情況下，才可以使用此種廢水。由於鹽水的氯化物含量高以及與之相關的鋼筋腐蝕的風險，因此不可以使用鹽水。
用於混合乾膠凝組成物與水之方法和裝置對於熟悉該項技術者係已知的。例如可以藉由以下方式將乾膠凝組成物與水混合：掌上型攪拌器、Hobart混合器、可擕式混凝土混合器、混合卡車、混合桶、槳式混合器、噴射混合器、螺旋式混合器、螺旋鑽混合器、臥式單軸混合器、雙軸槳式混合器、立式軸混合器、帶式共混器、軌道混合器、換罐式混合器、翻滾容器、垂直攪拌室或空氣攪拌操作。混合可以是連續、半連續的或分批的。連續混合提供高生產速度的優點。
混合水可以含有砂漿及/或混凝土工業中常見的至少一種添加劑。對於混合水，可以尤其較佳的是含有至少一種增塑劑或超增塑劑。
本發明之乾膠凝組成物的硬化係在與水混合之後開始的。
較佳的是濕膠凝組成物係砂漿或混凝土組成物，特別是自密實混凝土、高強度或超高強度混凝土或高強度或超高強度砂漿。在較佳的具體實例中，濕膠凝組成物係高強度或超高強度砂漿。
在另一方面，本發明關於一種硬化體，其係藉由將如上所述之濕膠凝組成物硬化獲得的。
在還另一方面，本發明關於如前所述之乾膠凝組成物或濕膠凝組成物用於離岸或岸上風力渦輪機塔的灌漿目的之用途。
在另外的方面，本發明關於如前所述之乾膠凝組成物或濕膠凝組成物在根據EN 1504-3的原則3、4和7的系統中，或在根據EN 1504-6的系統中，或作為根據DAfStb指南VeBMR的高強度灌漿，或作為根據ASTM C1107的類別A、B、C無收縮灌漿之用途。
DIN EN 1504-3關於用於保護和修補混凝土結構的產品和系統。原則3關於混凝土恢復，原則4關於結構增強，準則7關於被動結構的保存和恢復。因此，本發明之膠凝組成物尤其適於用作用於混凝土恢復的砂漿，以及用於結構增強的砂漿、混凝土或填縫料，以及增加鋼筋上的覆蓋層或替代碳化混凝土。
EN 1504-6關於要用於增強型鋼棒的錨定的產品和系統。因此本發明之膠凝組成物適用於增強型鋼棒的錨定。
DAfStb的指南VeBMR關於早期強度高且抗壓強度等級C50/60或更高的灌漿材料。因此本發明之膠凝組成物適於用作薄層中的補充混凝土材料和水泥砂漿，例如用於接縫的灌漿或套筒式地基中的柱的凝結。
在另一方面，本發明關於一種用於增加膠凝組成物的抗壓強度之方法，所述方法包括以下步驟： a) 製備基於普通波特蘭水泥的乾膠凝組成物， b) 向該乾膠凝組成物中添加鋁氧化物，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度， c) 向該乾膠凝組成物中添加纖維、尤其是鋼纖維。
根據具體實例，鋁氧化物係在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重以在5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的範圍內的量添加，並且纖維係在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重以在1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的範圍內的量添加。
在最後的方面，本發明關於一種要用於如上所述之方法中的摻和物。該摻和物包含以下項或由以下項組成：鋁氧化物，其具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度；以及纖維，其選自鋼纖維、天然纖維、合成纖維或其混合物，較佳的是鋼纖維。
根據具體實例，在本發明之摻和物中，鋁氧化物與鋼纖維的重量比係在1 : 3 - 95 : 1、較佳的是2 : 1 - 50 : 1、尤其是8 : 1 - 20 : 1的範圍內。
根據具體實例，摻和物係單組分摻和物。在此種單組分摻和物中，鋁氧化物和纖維以預混物提供且儲存在一個容器中。根據其他具體實例，摻和物係雙組分摻和物。在此種雙組分摻和物中，鋁氧化物和纖維儲存在單獨的容器中。
實施例
下表1給出了所用材料的概述。
[ 表 1 ] ：所用材料
OPC 普通波特蘭水泥（CEM I 52.5 R）
CAC 鋁酸鈣水泥（來自英格瓷鋁酸鹽公司（Imerys Aluminates）的Ternal white）
SF 矽灰（96% SiO 2；初級粒度：0.1 - 0.3 µm）
微矽粉 初級粒度： 0 - 0.1 µm
砂1 具有粒度0.1 - 0.7 mm的矽砂
砂2 具有粒度0.6 - 1 mm的矽砂
砂3 具有粒度2 - 3 mm的矽砂
鋁氧化物1 在回轉窯中煆燒的一水硬鋁石型鋁土礦（85% Al2O3；0-1 mm）
鋁氧化物2 煆燒的三水鋁石型鋁土礦（最低90% Al2O3，1-3 mm）
鋁氧化物3 在回轉窯中煆燒的鋁土礦（0-0.5 mm）
鋁氧化物4 煆燒的鋁土礦（0-0.085 mm）
鋼纖維 12 x 0.2 mm（鍍黃銅高碳鋼纖維）
添加劑 Ca(OH)2、石膏、改性的聚羧酸醚、消泡劑、黏度改進劑的混合物
藉由在V型混合器中將如下表2和3中給出的相應量的OPC、CAC、SF、微矽粉、砂、鋁氧化物、鋼纖維和添加劑乾混20分鐘製備實施例。向實施例參考1 - 參考4和1-1以及1-2的乾組成物中，添加足以占相對於該乾組成物的總重量的7.5 wt.-%的量的水。將乾組成物參考5與12.9 wt.-%水混合以達到足夠的一致性用於進一步測試。向實施例1-3至1-8的乾燥組成物中添加足以占相對於該乾組成物的總重量的8.0 wt.-%的量的水。然後繼續再混合5分鐘。根據以下程序測量如此獲得的濕組成物。
坍落擴展度：根據EN 13395-1進行測量。
抗壓強度：在水下硬化持續下表2中指示的時間之後，根據EN 12190在40 x 40 x 160 mm的棱柱上進行測量。
[ 表 2] ：實施例組成和測量結果（如果沒有另外指明，則數字與以 g 計的重量相關）。實施例 1-1 和 1-2 係本發明之實施例，參考 1 至參考 5 為不根據本發明之對比實施例。
   參考1 參考2 參考3 參考4 1-1 1-2 參考5
OPC 35 35 35 35 35 35 30
SF 3 3 3 3 3 3 4.5
微矽粉 1.9 1.92 1.9 1.9 1.92 1.92   
砂1 7.1    7.1 7.1         
砂2 11    11 11         
砂3 40.5    40.5 40.5       45
鋁氧化物1    18.1       18.1 18.1   
鋁氧化物2    40.5       40.5 40.5   
鋁氧化物3                   97.5
鋁氧化物4                   11.3
鋼纖維       3 6 3 6   
添加劑 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 2.3
坍落擴展度 [mm] 265 265 250 228 246 230 n.m.
24 h抗壓強度 [MPa] 79 98 91 100 111 122 21
7 d抗壓強度 [Mpa] 107 n.m. 126 136 n.m. n.m. n.m.
28 d抗壓強度 [Mpa] 115 151 154 159 186 198 n.m.
n.m.：未測量
上表2中的結果示出，與其中使用砂代替鋁氧化物且沒有纖維的膠凝組成物相比，同時使用鋁氧化物和鋼纖維導致抗壓強度的顯著增加（實施例1-1和1-2對比參考1）。從表2中的實施例可以進一步看出，與單獨使用鋁氧化物或鋼纖維相比，同時使用鋁氧化物和鋼纖維產生更高增加的抗壓強度。為不根據本發明之實施例參考5示出，僅藉由使用非常細的鋁氧化物不能實現足夠高的抗壓強度。
[ 表 3] ：實施例組成和測量結果（如果沒有另外指明，則數字與以 g 計的重量相關）。實施例 1-3 至 1-8 係本發明之實施例。
   1-3 1-4 1-5 1-6 1-7 1-8
OPC 35    35 35 35 35
CAC    35            
SF 1 1 1 1 1 1
鋁氧化物1 18 18 23.5 34.4 6.6 3
鋁氧化物2 40 40 51.5 75.6 14.4 7
鋼纖維 3 3 3 3 3 3
添加劑 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
坍落擴展度 [mm] 285 275 278 308 222 137
24 h抗壓強度 [Mpa] 83 85 73 65 59 78
7 d抗壓強度 [Mpa] 131 118 121 119 106 134
28 d抗壓強度 [Mpa] 165 136 158 141 146 179
表3中呈現的結果示出，與本發明組成物中的OPC相比，使用鋁酸鈣水泥導致了較低的抗壓強度（參考實施例1-3對比實施例1-4）。相對於水泥的量增加或減少鋁氧化物的量也可能導致早期以及最終抗壓強度的降低（參考實施例1-5至1-8對比實施例1-3）。
無
無
無

Claims (11)

  1. 一種乾膠凝組成物，其包含以下項或由以下項組成：在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重， a) 4 - 80 wt.-%、較佳的是26 - 75 wt.-%、尤其是30 - 66 wt.-%的膠凝黏合劑，尤其是普通波特蘭水泥， b) 5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的鋁氧化物，以及 c) 1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的纖維， 其特徵在於，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度。
  2. 如請求項1所述之乾膠凝組成物，其特徵在於，該鋁氧化物具有雙峰粒度分佈。
  3. 如前述請求項中任一項所述之乾膠凝組成物，其特徵在於，該等纖維選自鋼纖維、天然纖維、合成纖維或其混合物中的任何一者，較佳的是選自鋼纖維，尤其較佳的是選自鍍黃銅鋼纖維。
  4. 一種濕膠凝組成物，其係藉由將如請求項1 - 3中任一項所述之乾膠凝組成物與水混合獲得的，其中水係在每種情況下相對於該乾膠凝組成物的總重量以在5 - 50 wt.-%、較佳的是5 - 40 wt.-%、更佳的是6 - 30 wt.-%、還更佳的是6 - 20 wt.-%、尤其是7.5 - 10 wt.-%的範圍內的量存在。
  5. 一種硬化體，其係藉由將如請求項4所述之濕組成物硬化獲得的。
  6. 一種如請求項1-3中任一項所述之乾膠凝組成物或如請求項4所述之濕膠凝組成物之用途，用於離岸或岸上風力渦輪機塔的灌漿目的。
  7. 一種如請求項1-3中任一項所述之乾膠凝組成物或如請求項4所述之濕膠凝組成物之用途，其在根據EN 1504-3的原則3、4和7的系統中，或在根據EN 1504-6的系統中，或作為根據DAfStb指南VeBMR的高強度灌漿，或作為根據ASTM C1107的類別A、B、C無收縮灌漿。
  8. 一種用於增加膠凝組成物的抗壓強度之方法，所述方法包含以下步驟： a) 製備基於普通波特蘭水泥的乾膠凝組成物， b) 向該乾膠凝組成物中添加鋁氧化物，該鋁氧化物具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度， c) 向該乾膠凝組成物中添加纖維、尤其是鋼纖維。
  9. 如請求項8所述之方法，其特徵在於，鋁氧化物係在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重以在5 - 95 wt.-%、較佳的是20 - 73 wt.-%、更佳的是33 - 66 wt.-%的範圍內的量添加，並且纖維係在每種情況下相對於該膠凝組成物的總乾重以在1 - 15 wt.-%、較佳的是2 - 10 wt.-%、更佳的是3 - 6 wt.-%的範圍內的量添加。
  10. 一種要用於如請求項8或9所述之方法中的摻和物，所述摻和物包含以下項或由以下項組成：鋁氧化物，其具有如藉由根據標準ASTM C136/C136M及/或ASTM C117-17的篩分析確定的在0.001 mm - 8 mm、較佳的是0.044 mm - 6 mm、更佳的是0.125 mm - 5 mm、還更佳的是0.25 mm - 3 mm的範圍內的粒度；以及纖維，其選自鋼纖維、天然纖維、合成纖維或其混合物，較佳的是鋼纖維。
  11. 如請求項10所述之摻和物，其特徵在於，鋁氧化物與鋼纖維的重量比係在1 : 3 - 95 : 1、較佳的是2 : 1 - 50 : 1、尤其是8 : 1 - 20 : 1的範圍內。
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