TW202311199A - 用於煉鋼爐渣與水的反應之促進劑 - Google Patents

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奧利維爾 萊維斯克
賈維爾 克薩達
派勒 喬里斯 古伊
拉米羅 加西亞
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瑞士商錫加科技公司
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Abstract

本發明關於用於煉鋼爐渣與水的反應的促進劑。所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。本發明還關於包含煉鋼爐渣和所述促進劑的黏合劑及其在建築材料中之用途。

Description

用於煉鋼爐渣與水的反應之促進劑
本發明關於用於煉鋼爐渣與水的反應的促進劑。本發明還關於包含煉鋼爐渣和所述促進劑的黏合劑及其在建築材料中之用途。
基於水泥的建築材料,尤其是混凝土或砂漿,依靠膠凝材料作為黏合劑。膠凝黏合劑典型地是礦物、水硬性黏合劑,其中最豐富的是水泥,並且尤其是普通波特蘭水泥(OPC)。然而,使用水泥並且尤其是普通波特蘭水泥具有高的環境足跡。一個主要原因係與水泥製造相關的高CO 2排放。因此,已經進行了許多努力以至少部分地替代水泥作為建築材料中的黏合劑。
一種可能性係使用具有膠凝特性的材料、火山灰及/或潛在水硬性材料作為水泥替代品。這種類型的尤其吸引人的材料係爐渣,因為它可作為各種冶金製程(尤其是煉鐵和煉鋼)的副產物大量獲得。
一種特定類型的爐渣係磨細粒化高爐爐渣(GGBS)。GGBS藉由將來自高爐的熔融鐵爐渣在水或蒸汽中淬火以產生玻璃狀粒狀產物(然後將其乾燥並研磨成細粉末)獲得。
另一種特定類型的煉鋼爐渣係轉爐爐渣,也稱為鹼性氧氣爐(BOF)爐渣。BOF爐渣係在煉鋼製程期間當生鐵在轉爐中被氧氣氧化以降低生鐵的碳含量時產生的。
本領域眾所周知,爐渣,尤其是GGBS,需要被活化以起到它們作為水硬性黏合劑的作用。
例如,WO 2017/198930(聖戈班韋伯公司(Saint Gobain Weber))傳授了藉由添加硫酸鈣和細碳酸鹽材料或矽酸鹽材料而促進的基於GGBS的黏合劑。
WO 2019/110134(埃克塞姆公司(Ecocem))揭露了具有用於爐渣/水反應的活化劑的基於爐渣的黏合劑,該活化劑選自鹼金屬碳酸鹽、礦物廢料、矽粉、稻殼灰、及/或磷酸。提及可溶性氯化物、氟化物、及/或硫酸鹽作為合適的共活化劑。另外,揭露了選自膦酸鹽、磷酸鹽、羧酸鹽和胺的螯合劑。
WO 2020/188070(塔塔鋼鐵公司(Tata Steel))揭露了具有螯合劑充當活化劑和超增塑劑的爐渣混合物,該螯合劑選自多元羧酸、最較佳的是檸檬酸鹽。
JP 2000169212(日本鋼管公司(Nippon Kokan))傳授了選自三乙醇胺、三異丙醇胺、或苯酚的螯合劑可以充當用於煉鋼爐渣的活化劑。
仍然存在對於在水硬性凝結組成物中用作黏合劑的爐渣的替代性促進劑的需求。尤其是,持續需要對各種類型的爐渣、尤其是GGBS和BOF有效且使用安全的促進劑。典型地,應當避免在處理期間導致高粉塵排放的非常鹼性的化學品及/或促進劑。
本發明之目的係提供用於爐渣、尤其是GGBS和BOF與水的反應的促進劑。具體地,促進劑應當具有高活化潛力、良好的可得性、低鹼度,並且處理安全。
本發明之另一目的係提供一種基於爐渣的黏合劑,其可以用於替代基於OPC的黏合劑。
本發明之另一目的係提供以基於爐渣的黏合劑為基礎、尤其是混凝土和砂漿組成物的建築材料。
出人意料地發現,選自由以下組成之群組的化學品係用於煉鋼爐渣與水的反應的合適的促進劑:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸及其鹽、胺基酸及其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。
因此,本發明關於促進劑用於煉鋼爐渣與水的反應之用途,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸及其鹽、胺基酸及其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。
已經發現,本發明之促進劑導致包含煉鋼爐渣、水和促進劑的混合物在給定時間點之後的強度、尤其是如根據EN 12190測量的抗壓強度與相同比率的煉鋼爐渣和水但不添加促進劑的混合物在相同時間之後測量的強度、尤其是抗壓強度相比增加。時間總是從向煉鋼爐渣中添加水的點開始測量。
進一步發現,本發明之促進劑可以對煉鋼爐渣與水的混合物的流變性具有積極影響。關於這點的積極影響意指包含煉鋼爐渣、水和促進劑的混合物的黏度與相同比率的煉鋼爐渣和水但不添加促進劑的混合物的黏度相比更低。
進一步發現,本發明之促進劑可以對煉鋼爐渣與水的混合物的需水量具有積極影響。關於這點的積極影響意指在將包含煉鋼爐渣、水和促進劑的混合物混合之後達到給定稠度的需水量與相同比率的煉鋼爐渣和水但不添加促進劑的混合物達到相同稠度的需水量相比更低。
進一步發現,本發明之促進劑可以對濕混合之後流動性隨時間的衰減具有積極影響。關於這點的積極影響意指包含煉鋼爐渣、水和促進劑的混合物的流動性的損失與相同比率的煉鋼爐渣和水但不添加促進劑的混合物的流動性的損失相比更低。
本發明之另外的方面係獨立申請專利範圍之主題。本發明之較佳的實施方式係從屬申請專利範圍之主題。
在第一方面,本發明關於促進劑用於煉鋼爐渣與水的反應之用途,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸及其鹽、胺基酸及其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。
在本文中,煉鋼爐渣係煉鋼過程的副產物。在本文中,鐵渣、並且尤其是爐渣也被認為係煉鋼爐渣。煉鋼爐渣係當將鐵轉化為鋼時在例如湯瑪斯法(Thomas process)、林茨-多納維茨法(Linz-Donawitz process)、西門子-馬丁法(Siemens-Martin process)或電弧爐中獲得的。當用氧氣處理熱的生鐵以去除碳和其他比鐵對氧氣具有更高親和力的元素時,產生煉鋼爐渣。典型地,在該過程中添加助熔劑及/或固定雜質的元素,如石灰石或白雲石。助熔劑和固定助劑與矽酸鹽和氧化物組合形成液態爐渣。然後將液態爐渣與粗鋼分離,並在坑或地面槽中冷卻,以形成結晶或部分結晶的煉鋼爐渣。然後可以將冷卻的爐渣壓碎、碾磨並篩分至所需的細度。較佳的是,本發明之煉鋼爐渣係在熱狀態或冷卻過程中沒有額外處理的爐渣類型。
煉鋼爐渣的粒徑可以如例如標準ASTM C136/C136M中所述之篩分分析來分析。該方法藉由使材料通過許多篩孔尺寸不同的篩將細顆粒與更粗的顆粒分離。使用單一運動,或水平、垂直或旋轉運動的組合,通過一系列依次減小的篩振動待分析的材料。結果係,給出了保留在給定尺寸的篩上的顆粒的百分比。
煉鋼爐渣的細度的另一種量度係布萊恩表面(Blaine surface)。可以根據NF EN 196-6確定布萊恩表面。根據較佳的實施方式,煉鋼爐渣具有在1000-8000 cm 2/g之間、較佳的是2000-6000 cm 2/g、更較佳的是3000-5000 cm 2/g的布萊恩表面。這係因為促進劑將使煉鋼爐渣與水的反應加快到也可以使用更粗的爐渣的程度。與細爐渣相比,更粗的爐渣可以具有更好的可得性和更低的成本的優點。然而,也可以使用具有更高比表面積的煉鋼爐渣。
煉鋼爐渣可以是由煉鋼中產生的任何爐渣。尤其地,煉鋼爐渣係粒化高爐爐渣(GBBS)、鹼性氧氣爐爐渣(BOF爐渣)、鋼包爐渣或電弧爐爐渣中的任一種。
在本文中非常較佳的煉鋼爐渣類型係鹼性氧氣爐爐渣(BOF)。根據實施方式,煉鋼爐渣係鹼性氧氣爐爐渣。鹼性氧氣爐爐渣的另一個常用名係鹼性氧氣爐渣(BOS)。BOF爐渣的化學組成可以藉由XRF確定,如ASTM D5381-93中所述。典型的BOF爐渣的化學組成為27-60 wt.-%的CaO,8-38 wt.-%的鐵氧化物,7-25 wt.-%的SiO 2,1-15 wt.-%的MgO,1-8 wt.-%的Al 2O 3,0.5-8 wt.-%的MnO,0.05-5 wt.-%的P 2O 5,以及一些次要組分,尤其是Ti、Na、K和Cr的氧化物,其 < 1 wt.-%。BOF爐渣的化學組成可能取決於鋼鐵廠和取決於鹼性氧氣爐的運行參數而變化。尤其較佳的BOF爐渣的化學組成為35-55 wt.-%的CaO,10-30 wt.-%的鐵氧化物,10-20 wt.-%的SiO 2,2-10 wt.-%的MgO,1-5 wt.-%的Al 2O 3,0.5-5 wt.-%的MnO,0.5-3 wt.-%的P 2O 5,以及一些次要組分,尤其是Ti、Na、K和Cr的氧化物,其 < 1 wt.-%。
較佳的煉鋼爐渣、尤其是鹼性氧氣爐爐渣具有8-38 w%、較佳的是10-30 wt.-%的表示為Fe 2O 3的鐵氧化物含量,以及 < 1 w%、較佳的是 < 0.5 w%、尤其 < 0.1 w%的表示為SO 3的硫含量,在每種情況下相對於該煉鋼爐渣的總乾重。
尤其較佳的是,煉鋼爐渣不包含相對於爐渣的總乾重大於66 wt.-%的量的矽酸二鈣(C2S,貝利特(belite))。
根據實施方式,將與為鹼性氧氣爐渣的煉鋼爐渣不同的第二爐渣、較佳的是磨細粒化高爐爐渣與為鹼性氧氣爐渣的所述煉鋼爐渣一起使用。
本發明關於促進劑用於煉鋼爐渣與水的反應之用途。當煉鋼爐渣與水反應時,發生水合反應並形成不同的礦物相。因此,水和爐渣被消耗,硬化進行並且強度提高。因此,測量煉鋼爐渣與水的反應的合適方法係測量強度、尤其是抗壓強度。更高的抗壓強度對應於更高的反應進程,即,形成更多的礦物相。因此,煉鋼爐渣與水的反應的促進可以藉由比較不同混合物在給定的反應時間之後,例如在2天之後、在7天之後、及/或在28天之後的強度、尤其是抗壓強度來確定。用於煉鋼爐渣與水的反應的促進劑將導致包含煉鋼爐渣、水和促進劑的混合物在給定時間點之後的強度、尤其是抗壓強度與相同比率的煉鋼爐渣和水但不添加促進劑的混合物在相同時間之後測量的強度、尤其是抗壓強度相比增加。時間總是從向煉鋼爐渣中添加水的點開始測量。EN 12190中描述了測量抗壓強度的合適程序。
用於煉鋼爐渣與水的反應的促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸及其鹽、胺基酸及其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。
一種類型的合適促進劑係烷醇胺。烷醇胺較佳的是選自由以下組成之群組:單乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺(TEA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、異丙醇胺、二異丙醇胺、三異丙醇胺(TIPA)、N-甲基二異丙醇胺(MDIPA)、N-甲基二乙醇胺(MDEA)、四羥乙基乙二胺(THEED)、和四羥基異丙基乙二胺(THIPD)、以及該等烷醇胺中的兩種或更多種的混合物。
較佳的烷醇胺係三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)和乙醇二異丙醇胺(EDIPA)。尤其較佳的烷醇胺係二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)和三異丙醇胺(TIPA)。
另一種類型的合適促進劑係糖。「糖」在本發明之意義上係具有醛基的碳水化合物。在特別較佳的實施方式中,糖屬於單糖或二糖的組。糖的實例包括但不限於甘油醛、蘇阿糖、赤蘚糖、木糖、來蘇糖、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、塔羅糖、果糖、山梨糖、乳糖、麥芽糖、蔗糖、乳果糖、海藻糖、纖維二糖、殼二糖、異麥芽糖、帕拉金糖、甘露二糖、棉子糖和木二糖。糖也可以以糊精、酒糟、或糖蜜的形式使用。同樣較佳的是d形式和l形式的糖。尤其較佳的糖係果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、酒糟和糖蜜。
另一種類型的合適促進劑係糖酸或其鹽。在本發明之上下文中,「糖酸」係具有羧基的單糖。它可以屬於醛糖酸、烏宋酸(ursonic acids)、糖醛酸或糖二酸的任何一類。較佳的是,它係醛糖酸。關於本發明可用的糖酸的實例包括但不限於葡糖酸、抗壞血酸、神經胺酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、黏液酸(mucilic acid)和糖二酸。糖酸可以呈游離酸或鹽的形式。根據實施方式,糖酸的鹽可以是與元素週期表第Ia、IIa、Ib、IIb、IVb、VIIIb族金屬的鹽。較佳的糖酸的鹽係鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鈷、銅或鋅的鹽。尤其較佳的是與鈉、鉀和鈣的鹽。同樣較佳的是D形式和L形式的糖酸。尤其較佳的糖酸係葡糖酸及其鹽,尤其是葡糖酸鈉。
另一種類型的合適促進劑係胺基酸或其鹽。胺基酸較佳的是選自由以下組成之群組:甘胺酸、離胺酸、麩胺酸鹽、麩胺酸、天冬胺酸、聚天冬胺酸、甲硫胺酸、胺基三乙酸(NTA)、亞胺基二琥珀酸、甲基甘胺酸-N,N-二乙酸和N,N-雙(羧甲基)麩胺酸、乙二胺二琥珀酸(EDDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、六亞甲基二胺四乙酸(HEDTA)、二伸乙基三胺五乙酸(DTPA)或其鹽。尤其較佳的是鹼金屬或鹼土金屬的鹽。特別地,鹽選自由以下組成之群組:N,N-雙(羧甲基)麩胺酸四鈉、甲基甘胺酸-N,N-二乙酸三鈉、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、乙二胺二琥珀酸三鈉、乙二胺四乙酸四鈉和六亞甲基二胺四乙酸四鈉。
另一種類型的合適促進劑係羧酸或其鹽。術語「羧酸」意指具有羧酸或羧酸酯基團的任何有機分子,除了如以上所描述的糖酸或如以上所描述的胺基酸。尤其較佳的羧酸係甲酸、乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸和水楊酸。羧酸可以呈游離酸的形式或呈鹽的形式。根據實施方式,羧酸的鹽可以是與元素週期表第Ia、IIa、Ib、IIb、IVb、VIIIb族金屬的鹽。較佳的糖酸的鹽係鹼金屬、鹼土金屬、鐵、鈷、銅或鋅的鹽。尤其較佳的是與鈉、鉀和鈣的鹽。較佳的羧酸的鹽係丙二酸鈣、琥珀酸鈣、乳酸鈣、檸檬酸鉀和檸檬酸鈉。
另一種類型的合適促進劑係還原劑。在本文中,還原劑係在標準條件下相對於標準參比氫半電池測量的還原電勢低於0.77 V的材料。即,合適的還原劑具有低於Fe 3+/Fe 2+對的半電池電勢。還原劑較佳的是選自由硫代硫酸鹽、硫氰酸鹽和硫化物組成之群組,較佳的是選自硫代硫酸鈉或硫化鉀。在本文中,還原劑不屬於如以上所描述的烷醇胺、糖、糖酸、羧酸及其鹽、或胺基酸及其鹽的任何組。
其他合適的促進劑係胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸。
另一種類型的合適促進劑係無機鹽。在本文中,無機鹽係選自由以下組成之群組的鹽:鹼金屬或鹼土金屬的硝酸鹽、鹼金屬或鹼土金屬的亞硝酸鹽、鹼金屬或鹼土金屬的氯化物、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉和硫酸鈣。尤其較佳的無機鹽係亞硝酸鈣、硝酸鈣、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉和硫酸鈣。
根據實施方式,該促進劑選自由以下組成之群組:三乙醇胺(TEA),三異丙醇胺(TIPA),二乙醇異丙醇胺(DEIPA),乙醇二異丙醇胺(EDIPA),果糖,甘露糖,麥芽糖,葡萄糖,半乳糖,糊精,酒糟,糖蜜,葡糖酸,抗壞血酸,神經胺酸,葡糖醛酸,半乳糖醛酸,艾杜糖醛酸,黏液酸,糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甲酸,乙醇酸,檸檬酸,乳酸,蘋果酸,酒石酸,草酸,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甘胺酸,麩胺酸,天冬胺酸,聚天冬胺酸,亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS),二伸乙基三胺五乙酸(DTMA),胺基三乙酸(NTA),胺基磺酸,乙二醛,乙醯丙酮,鄰苯二酚,胺基三亞甲基膦酸,羥乙磷酸,亞硝酸鈣,硝酸鈣,氯化鈣,氯化鎂,硫酸鈣,硫酸鋁,氯化鋁,硫酸鈉,硫代硫酸鹽、尤其是硫代硫酸鈉,硫氰酸鹽和硫化物、尤其是硫化鉀。
根據特別較佳的實施方式,促進劑選自由以下組成之群組:二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、乳酸、乳酸鈣、草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、葡糖酸、葡糖酸鈉、甘胺酸、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、胺基三乙酸(NTA)和硫酸鈣。
根據進一步較佳的實施方式,該促進劑係兩種烷醇胺的混合物或烷醇胺與不同於烷醇胺的至少一種另外的促進劑的混合物。
根據尤其較佳的實施方式,促進劑係二乙醇異丙醇胺(DEIPA)和三異丙醇胺(TIPA)的混合物。
根據另外的實施方式,促進劑係烷醇胺和一種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,該另外的促進劑選自由以下組成之群組:果糖,甘露糖,麥芽糖,葡萄糖,半乳糖,糊精,酒糟,糖蜜,葡糖酸,抗壞血酸,神經胺酸,葡糖醛酸,半乳糖醛酸,艾杜糖醛酸,黏液酸,糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甲酸,乙醇酸,檸檬酸,乳酸,蘋果酸,酒石酸,草酸,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甘胺酸,麩胺酸,天冬胺酸,聚天冬胺酸,亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS),二伸乙基三胺五乙酸(DTMA),胺基三乙酸(NTA),胺基磺酸,乙二醛,乙醯丙酮,鄰苯二酚,胺基三亞甲基膦酸,羥乙磷酸,亞硝酸鈣,硝酸鈣,氯化鈣,氯化鎂,硫酸鈣,硫酸鋁,氯化鋁,硫酸鈉,硫代硫酸鹽、尤其是硫代硫酸鈉,硫氰酸鹽和硫化物、尤其是硫化鉀。
本發明之促進劑的較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與以下中至少一種的混合物:乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、丙二酸、琥珀酸、己二酸、甘胺酸、胺基磺酸、或其鹽、鄰苯二酚、糖尤其是果糖、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、氯化鈣和硫酸鈣。
本發明之促進劑的尤其較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與糖、較佳的是果糖的混合物。
本發明之促進劑的進一步尤其較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與檸檬酸或其鹽,尤其是與檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、或檸檬酸鈣的混合物。
根據另外的實施方式,促進劑係烷醇胺和兩種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,第一另外的促進劑選自糖,尤其是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由無機鹽和還原劑組成之群組,較佳的是選自氯化鈣、氯化鎂、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鈣、硫代硫酸鈉和硫化鉀。
本發明之促進劑的進一步尤其較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與糖(較佳的是果糖)和與羧酸或其鹽(較佳的是檸檬酸、檸檬酸鈉、檸檬酸鉀、或檸檬酸鈣)的混合物。
本發明之促進劑的進一步尤其較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與糖(較佳的是果糖)和與硫酸鋁或亞硝酸鈣的混合物。
本發明之促進劑的進一步尤其較佳的實施方式係TIPA及/或DEIPA與硫酸鈣或硝酸鈣的混合物。
根據另外的實施方式,促進劑係烷醇胺和兩種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,第一另外的促進劑選自糖,尤其是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由糖酸、羧酸和胺基磺酸組成之群組,尤其是葡糖酸,抗壞血酸,神經胺酸,葡糖醛酸,半乳糖醛酸,艾杜糖醛酸,黏液酸,糖二酸,水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甲酸,乙醇酸,檸檬酸,乳酸,蘋果酸,酒石酸,草酸,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,及其鈉、鉀或鈣鹽。
根據另外的實施方式,促進劑係烷醇胺和三種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,第一另外的促進劑選自糖,較佳的是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由糖酸、羧酸和胺基磺酸組成之群組,較佳的是葡糖酸,抗壞血酸,神經胺酸,葡糖醛酸,半乳糖醛酸,艾杜糖醛酸,黏液酸,糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽,甲酸,乙醇酸,檸檬酸,乳酸,蘋果酸,酒石酸,草酸,丙二酸,琥珀酸,戊二酸,己二酸,水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽,並且第三另外的促進劑選自由無機鹽和還原劑組成之群組,較佳的是選自氯化鈣、氯化鎂、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鈣、硫代硫酸鈉和硫化鉀。
根據實施方式,本發明之促進劑以純的、未稀釋的形式使用。
根據不同的實施方式,本發明之促進劑作為摻合物或作為摻合物的一部分使用。摻合物包含促進劑或促進劑和視需要另外的成分的混合物,或者由促進劑或促進劑和視需要另外的成分的混合物組成。此類另外的成分可以例如是溶劑(尤其是水)、殺生物劑、或顏料。因此,本發明之促進劑也可以以分散或溶解狀態使用,尤其是分散或溶解在水中。
在本發明之促進劑係如以上所描述的兩種或更多種促進劑的混合物的情況下或在使用摻合物的情況下,促進劑或摻合物可以作為單組分、雙組分、或多組分組成物存在。這意味著形成本發明之促進劑或摻合物的各組分可以以已經混合的狀態存在於一個容器內,形成單組分組成物。促進劑也可以存在於兩個或更多個空間上分開的容器中,形成雙組分或多組分組成物。這可能在促進劑混合物的保存期方面具有益處。這也可能有利於促進劑以可變比率與煉鋼爐渣和水混合。在本發明之促進劑存在於雙組分或多組分組成物中的情況下,可以將它們預混合或在同一時間點單獨添加或在不同時間點單獨添加。
根據實施方式,相對於爐渣的總乾重,本發明之促進劑以0.005-25 w%之間的總量添加。總量係指存在的所有促進劑的w%的總和。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,烷醇胺以0.005-5 w%之間、較佳的是0.01-3 w%的總量添加。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,糖以0.005-5 w%之間、較佳的是0.01-3 w%的總量添加。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,羧酸以0.005-5 w%之間、較佳的是0.01-3 w%的總量添加。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,胺基酸以0.005-5 w%之間、較佳的是0.01-3 w%的總量添加。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,還原劑以0.05-10 w%之間、較佳的是0.1-6 w%的總量添加。
根據較佳的實施方式,相對於爐渣的總乾重,無機鹽以0.005-25 w%之間、較佳的是0.1-10 w%或2-25 w%、更較佳的是0.1-6 w%或10-25 w%的總量添加。2-25 w%、較佳的是10-25 w%的範圍尤其是指使用硫酸鋁或硫酸鈣作為無機鹽。
根據實施方式,相對於爐渣的總乾重,胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸中的任一種以0.05-10 w%之間、較佳的是0.1-6 w%的量添加。
已經發現,相對於煉鋼爐渣的過高劑量的促進劑降低了促進作用。
在使用如以上所描述的兩種或更多種促進劑的混合物的情況下,較佳的是(在存在的情況下)以下中的任何的重量比 - 烷醇胺與糖, - 烷醇胺與羧酸, - 烷醇胺與胺基酸, - 糖與胺基酸, - 羧酸與胺基酸,或 - 烷醇胺、糖、羧酸和胺基酸與胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸中的任一種在1 : 50至50 : 1、較佳的是1 : 20至20 : 1的範圍內。
在使用如以上所描述的兩種或更多種促進劑的混合物的情況下,較佳的是烷醇胺、糖、羧酸、胺基酸、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸的任何選擇或組合(在存在的情況下)與無機鹽和還原劑的任何選擇或組合的重量比在1 : 5000至1 : 1000、較佳的是1 : 2500至1 : 1000的範圍內。
在另一方面,本發明還關於一種基於爐渣的黏合劑,其較佳的是用作混凝土或砂漿中的黏合劑,所述黏合劑包含以下項或由以下項組成 a) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, b) 用於該煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物, c) 視需要,不同於a) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, c) 視需要,至少一種共黏合劑 d) 視需要,不同於b) 的另外的添加劑。
應當理解,以上描述為較佳的任何實施方式、尤其是關於煉鋼爐渣和至少一種促進劑的實施方式也適用於本發明之基於爐渣的黏合劑。
根據一些實施方式,本發明之基於爐渣的黏合劑包含選自由以下組成之群組的促進劑:二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、乳酸、乳酸鈣、草酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、葡糖酸、葡糖酸鈉、甘胺酸、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、胺基三乙酸(NTA)和硫酸鈣。
根據另外的實施方式,本發明之基於爐渣的黏合劑包含為二乙醇異丙醇胺(DEIPA)和三異丙醇胺(TIPA)的混合物的促進劑。
根據另外的實施方式,本發明之基於爐渣的黏合劑包含促進劑,該促進劑係烷醇胺和一種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,該另外的促進劑選自由以下組成之群組:乳酸、蘋果酸、酒石酸、檸檬酸、丙二酸、琥珀酸、己二酸、甘胺酸、胺基磺酸、或其鹽、鄰苯二酚、糖(尤其是果糖)、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、氯化鈣和硫酸鈣。
根據另外的實施方式,本發明之基於爐渣的黏合劑包含促進劑,該促進劑係烷醇胺和兩種另外的促進劑的混合物,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、及/或甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,第一另外的促進劑選自糖,尤其是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由無機鹽組成之群組,較佳的是選自由氯化鈣、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉和硫酸鈣組成之群組。
在本文中,共黏合劑係選自由以下組成之群組的無機黏合劑:水泥、石膏、石灰、煆燒氧化鎂、苛性氧化鎂、氧化鋁、潛在水硬性黏合劑、及/或火山灰。水泥特別地可以是如標準EN 197-1中所描述的CEM I、CEM II、CEM III、CEM IV和CEM V類型的波特蘭水泥,如標準EN 14647中所描述的鋁酸鈣水泥,及/或硫鋁酸鈣水泥。術語「石膏」意指包括各種形式的CaSO 4,特別是CaSO 4無水石膏、CaSO 4α-和β-半水合物、以及CaSO 4二水合物。術語「石灰」意指包括如標準EN 459-1:2015中所述之天然水硬性石灰、調和石灰、水硬性石灰、以及空氣石灰(air lime)。術語「氧化鋁」代表氧化鋁、氫氧化鋁、及/或羥基氧化鋁如三水鋁石和勃姆石、煆燒或快速煆燒的氧化鋁、由拜耳法得到的氧化鋁、可水合的氧化鋁如無定形中間相氧化鋁和ρ相氧化鋁。火山灰和潛在水硬性材料較佳的是選自由以下組成之群組:黏土(其可以是粗黏土或煆燒黏土、尤其是偏高嶺土)、窯灰、微矽粉、飛灰、氣相二氧化矽、沈澱二氧化矽、矽粉、鈉鈣玻璃、硼鈣玻璃、沸石、稻殼灰、燃燒油葉岩和天然火山灰如浮石和火山土。在本文中,火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含煉鋼爐渣。較佳的是,共黏合劑選自由以下組成之群組:波特蘭水泥,鋁酸鈣水泥,硫鋁酸鈣水泥,石膏,水硬性石灰,空氣石灰,煆燒氧化鎂,苛性氧化鎂,煆燒氧化鋁,可水合氧化鋁,氫氧化鋁,火山灰,尤其是黏土,氣相二氧化矽,矽粉,飛灰和潛在水硬性黏合劑,其中火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含煉鋼爐渣。尤其較佳的是,共黏合劑選自由以下組成之群組:波特蘭水泥、鋁酸鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、石膏、硫酸鈣、石灰、煆燒黏土、經研磨的碳酸鈣、火山灰、矽粉、飛灰、苛性氧化鎂和潛在水硬性黏合劑,其中火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含煉鋼爐渣。
根據其中存在共黏合劑的實施方式,煉鋼爐渣、尤其是鹼性氧氣爐爐渣與如以上所描述的基於爐渣的黏合劑中的共黏合劑的重量比係在1 : 19-19 : 1之間、較佳的是1 : 9-15 :1、更較佳的是1 : 6-12 : 1、還更較佳的是1 : 5-9 : 1、非常較佳的是1 : 3-6 : 1、尤其是1 : 1-5 : 1。
視需要,本發明之基於爐渣的黏合劑還包含不同於用於煉鋼爐渣與水的反應的促進劑的另外的添加劑。根據實施方式,此類另外的添加劑選自由以下組成之群組:增塑劑、超增塑劑、減縮劑、加氣劑、脫氣劑、穩定劑、黏度調節劑、增稠劑、減水劑、阻滯劑、抗水劑、纖維、發泡劑、消泡劑、可再分散的聚合物粉末、除塵劑、鉻酸鹽還原劑、顏料、殺生物劑、腐蝕抑制劑和鋼鈍化劑。
在又另一方面,本發明還關於一種建築材料、尤其是砂漿或混凝土,其包含如以上所描述的基於爐渣的黏合劑。
因此,特別地,本發明還關於一種建築材料、較佳的是混凝土或砂漿組成物,其包含以下項或由以下項組成(在每種情況下相對於該建築材料的總乾重) a) 5-95 w%、較佳的是5-60 w%的基於爐渣的黏合劑,所述基於爐渣的黏合劑包含以下項或由以下項組成 a1) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, a2) 用於該煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物,較佳的是選自以上描述為較佳的促進劑, a3) 視需要,不同於a1) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, b) 5-95 w%、較佳的是30-90 w%的至少一種骨料, c) 0-90 w%、較佳的是5-30 w%的至少一種共黏合劑,所述共黏合劑不同於該基於爐渣的黏合劑a),並且所述共黏合劑選自由以下組成之群組:水泥、石膏、石灰、煆燒氧化鎂、苛性氧化鎂、氧化鋁、潛在水硬性黏合劑、及/或火山灰, d) 0-10 w%的另外的添加劑,和 e) 視需要,實現水 : 乾組分的質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量的水。
基於爐渣的黏合劑、共黏合劑和另外的添加劑較佳的是如以上所描述。可以較佳的是,在本發明之建築材料中將兩種或更多種另外的添加劑組合。因此,本發明之建築材料包含如以上所描述的煉鋼爐渣和促進劑,該促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸、鹼金屬或鹼土金屬的硝酸鹽或亞硝酸鹽或氯化物、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鈣、或其混合物,如以上所描述的。
根據較佳的實施方式,建築材料包含5-90 w%、較佳的是5-30 w%的至少一種共黏合劑,該共黏合劑選自波特蘭水泥、鋁酸鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、石膏、硫酸鈣、石灰、煆燒黏土、經研磨的碳酸鈣、火山灰、矽粉、飛灰、苛性氧化鎂和潛在水硬性黏合劑,其中火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含爐渣。
骨料可以是在黏合劑的水合反應中為非反應性的任何材料。骨料可以是典型地用於建築材料的任何骨料。典型的骨料係例如岩石,碎石,礫石,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,中空玻璃珠,玻璃陶瓷,火山岩,浮石,珍珠岩,蛭石,採石場廢料,生、燒製或熔融的土或燒黏土,瓷器,電熔或燒結的磨料,燒成載體,二氧化矽乾凝膠。骨料還可以是細骨料或填料,如經研磨的石灰石、經研磨的白雲石及/或經研磨的氧化鋁。可用於本發明之骨料可具有典型地對於此類骨料常見的任何形狀和尺寸。尤其較佳的骨料係砂。砂係由細碎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。合適的砂的實例係石英砂、石灰石砂、河砂或碎骨料。合適的砂例如描述於標準ASTM C778或EN 196-1中。
根據實施方式,骨料也可以是以下 (i)-(v) 中的一種或多種: (i) 生物來源材料,較佳的是植物來源的、更較佳的是植物來源的生物來源材料,其主要由纖維素及/或木質素構成,尤其是源自以下的生物來源材料:大麻、亞麻、穀類稈、燕麥、水稻、油菜、玉米、高粱、亞麻、芒草、稻殼、甘蔗、向日葵、洋麻、椰子、橄欖核、竹子、木材、或其混合物。根據實施方式,植物來源的生物來源材料具有確定的形式,其較佳的是選自纖維、原纖維、粉塵、粗粉(meal)、粉末、刨花、髓(特別是向日葵、玉米、油菜籽的髓)、及其混合物。 (ii) 合成非礦物材料,較佳的是選自以下群組,該群組包括以下或由以下組成:熱塑性塑膠,熱固性塑膠或樹脂,彈性體,橡膠,紡織纖維,用玻璃或碳纖維增強的塑膠材料。合成的非礦物材料可以進行填充或不填充。 (iii) 破壞土木工程或建築結構而產生的無機性質的骨料,較佳的是選自以下群組,該群組包括以下項或由以下項組成:廢混凝土、砂漿、磚、天然石材、瀝青、瓷磚、貼磚、加氣混凝土、熟料、廢金屬。 (iv) 工業產品,特別是難以回收的複合材料的回收而產生的有機性質的骨料,尤其是回收的絕緣材料。尤其較佳的實例係聚苯乙烯、聚胺酯、環氧樹脂、酚醛樹脂、木材絕緣材料、及其混合物。 (v) 通常去往垃圾填埋的非危險顆粒材料,如用過的鑄造砂、催化劑載體、拜耳法處理載體、熟料骨料、來自處理挖掘污泥的填料、污水污泥、漿料、廢紙、紙焚燒灰、生活垃圾焚燒灰。
最較佳的是,骨料呈顆粒形式。
在整個本發明中,在計算水 : 乾組分的質量比的情況下,應考慮基於爐渣的黏合劑和視需要存在的共黏合劑的總乾重。不應進行任何修正以補償任何程度的水硬性。術語乾組分關於這點關於組成物的所有粉狀組分,尤其是基於爐渣的黏合劑、骨料和共黏合劑。
可以調節水與黏合劑的重量比以控制濕建築材料的流變性及/或強度。更高量的水將產生更易流動的濕組成物,而更低量的水將產生糊狀濕組成物。流變性可以藉由水的量以產生流變性範圍從自流平到非常濃的濕組成物的方式來調節。典型地,更少量的水也將導致強度增加。
根據其中存在共黏合劑的實施方式,如以上所描述的建築材料中基於爐渣的黏合劑與共黏合劑的重量比係在1 : 19-19 : 1之間、較佳的是1 : 9-15 : 1、更較佳的是1 : 6-12 : 1、還更較佳的是1 : 5-9 : 1、非常較佳的是1 : 3-6 : 1、尤其是1 : 1-5 : 1。
根據實施方式,本發明之水硬性凝結組成物包含各自基於組成物的總乾重的15-85 wt.-%,較佳的是35-80 wt.-%,尤其是50-75 wt.-%的砂。
另外的添加劑可以是對於砂漿和混凝土工業常用的任何添加劑。尤其地,另外的添加劑可以選自增塑劑、超增塑劑、減縮劑、加氣劑、脫氣劑、穩定劑、黏度調節劑、增稠劑、減水劑、阻滯劑、抗水劑、纖維、發泡劑、消泡劑、可再分散的聚合物粉末、除塵劑、鉻酸鹽還原劑、顏料、殺生物劑、腐蝕抑制劑和鋼鈍化劑。
根據實施方式,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿包含選自由以下組成之群組的至少一種超增塑劑:木質素磺酸鹽、磺化乙烯基共聚物、聚萘磺酸鹽、磺化三聚氰胺甲醛縮合物、聚環氧乙烷膦酸酯、聚羧酸酯醚(PCE)、或其混合物。較佳的是,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿包含PCE。這類PCE特別適合於即使在低水含量下也使水硬性凝結組成物具有良好的加工性。
根據實施方式,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿包含選自由以下組成之群組的至少一種增稠劑:澱粉,果膠,支鏈澱粉,改性澱粉,纖維素,改性纖維素如羧甲基纖維素、羥甲基纖維素、羥乙基纖維素、甲基羥乙基纖維素,酪蛋白,黃原膠,定優膠(diutan gum),韋蘭膠(welan gum),半乳甘露聚糖,如瓜爾膠、塔拉膠、胡蘆巴膠、刺槐豆膠或決明膠,藻酸鹽,黃茋膠,右旋糖酐,聚右旋糖,層狀矽酸鹽(如海泡石、膨潤土或蛭石)、及其混合物。
根據實施方式,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿包含至少一種可再分散的聚合物粉末。術語可再分散的聚合物粉末係指含有聚合物並且在引入水中之後形成穩定分散體的粉末。可再分散的聚合物粉末不僅包含聚合物,而且典型地還包含其與例如保護性膠體、乳化劑和載體材料的混合物。可再分散的聚合物粉末可以例如藉由如例如專利申請EP 1042391中所述之聚合物分散體的噴霧乾燥來製造。合適的可再分散的粉末例如可以從瓦克化學公司(Wacker Chemie AG)以商品名Vinnapas獲得。對於本發明之上下文,較佳的是使用合成有機聚合物的可再分散的粉末。本發明上下文中的合成有機聚合物可以藉由選自乙烯、丙烯、丁烯、異戊二烯、丁二烯、苯乙烯、丙烯腈、丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酸的酯、甲基丙烯酸的酯、乙烯基酯、氯乙烯的單體的自由基聚合來製備。較佳的是,合成聚合物係由兩種或更多種,較佳的是兩種不同的單體合成的共聚物。共聚物的序列可以是交替的、嵌段的或無規的。較佳的合成有機聚合物係以下的共聚物:乙酸乙烯酯和乙烯、乙酸乙烯酯和乙烯和甲基丙烯酸甲酯、乙酸乙烯酯和乙烯和乙烯基酯、乙酸乙烯酯和乙烯和丙烯酸酯、氯乙烯和乙烯和月桂酸乙烯酯、乙酸乙烯酯和三級碳酸乙烯酯、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。所述合成有機聚合物的玻璃化轉變溫度(Tg)可以在寬範圍內變化。合適的合成有機聚合物的Tg可以例如在-50°C與+60°C之間,較佳的是在-45°C與+35°C之間,更較佳的是在-25°C與+15°C之間。
本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿,也可以含有液體添加劑。可以將此類液體添加劑與建築材料的乾組分混合,並產生具有粉狀或糊狀稠度的建築材料。例如,液體添加劑可以是例如增塑劑或超增塑劑的水性溶液或分散體。在將水或水性添加劑添加至旨在為乾混合物的建築材料中的情況下,水的量應限於相對於建築材料的總乾重不超過0.5 w%。
根據較佳的實施方式,建築材料、尤其是混凝土或砂漿配製物包含(在每種情況下相對於建築材料的總乾重) a) 5-95 w%、較佳的是5-60 w%的基於爐渣的黏合劑,所述基於爐渣的黏合劑包含: a1) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, a2) 用於該煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸和羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物, a3) 視需要,不同於a1) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, b) 5-95 w%、較佳的是30-90 w%的至少一種骨料, c) 0-90 w%、較佳的是5-30 w%的至少一種共黏合劑,該共黏合劑選自波特蘭水泥,鋁酸鈣水泥,硫鋁酸鈣水泥,石膏,水硬性石灰,空氣石灰,煆燒氧化鎂,苛性氧化鎂,煆燒氧化鋁,可水合氧化鋁,氫氧化鋁,火山灰,尤其是黏土,氣相二氧化矽,矽粉,飛灰和潛在水硬性黏合劑,其中火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含煉鋼爐渣, d) 0-10 w%的另外的添加劑,和 e) 視需要,實現水 : 乾組分的質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量的水。
如以上描述為較佳的所有特徵也應適用於該情況中。
根據其他實施方式,本發明還關於一種建築材料、較佳的是混凝土或砂漿組成物,其包含以下項或由以下項組成(在每種情況下相對於建築材料的總乾重) a) 5-95 w%、較佳的是5-60 w%的基於爐渣的黏合劑,所述基於爐渣的黏合劑包含以下項或由以下項組成 a1) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, a2) 如以上所描述的用於煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑, a3) 視需要,不同於a1) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, b) 5-95 w%、較佳的是30-90 w%的至少一種骨料, c) 視需要,20-80 w%、較佳的是40-80 w%的至少一種共黏合劑,其選自由以下組成之群組:波特蘭水泥、鋁酸鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、石膏或其混合物, d) 0-10 w%的另外的添加劑,和 e) 視需要,實現水 : 乾組分的質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量的水。
本發明之建築材料可以藉由將組分、尤其是基於爐渣的黏合劑、骨料和視需要存在的共黏合劑、另外的添加劑和水藉由常規手段混合來製備。合適的混合器係例如臥式單軸混合器、雙軸槳式混合器、立式軸混合器、帶式摻合器、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。混合可以是連續的或分批的。
根據較佳的實施方式,本發明之建築材料係單組分混合物。這意味著所有單獨的成分混合在一起。單組分組成物特別易於處理,並且排除了使用者將單個組分混淆或錯誤投料的風險。
然而,原則上可以作為兩組分或甚至多組分組成物提供本發明之建築材料。兩組分或多組分組成物允許例如關於特定應用調整建築材料。
典型地,本發明之乾建築材料僅在其施用前不久與水混合。這係因為與水接觸時,本發明之建築材料將開始硬化。因此,尤其較佳的是首先製備如以上所描述的乾建築材料、尤其是乾砂漿或乾混凝土,然後在施用地點或附近將該乾建築材料與水混合。
用於將乾建築材料與水混合的方法和裝置沒有特別限制,並且是熟悉該項技術者已知的。混合可以是連續的、半連續的或分批的。連續混合具有高物料通過量的優點。
因此,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿可以是乾建築材料或濕建築材料。
根據實施方式,乾建築材料尤其是乾砂漿、預拌砂漿、或乾混凝土。根據還另外的實施方式,在工作現場製備如上所述之乾組成物,例如藉由將至少一種成分與乾組成物的其他成分混合及/或藉由將多組分材料的兩種或更多種組分混合來製備。
在與水混合時,本發明之建築材料、尤其是混凝土或砂漿將開始凝結並硬化。建築材料的凝結和硬化隨著時間進展並且由此提高物理特性例如抗壓強度。
在最後的方面,本發明關於一種硬化體,其藉由使如以上所描述的混凝土或砂漿組成物固化而獲得,並且該基於爐渣的黏合劑或建築材料已經與水以實現水 : 乾組分質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量混合。
用於固化的條件沒有特別限制並且是熟悉該項技術者已知的。尤其地,固化可以在5°C與200°C之間的溫度下和1 atm與12 atm之間的壓力下進行。固化可以在標準大氣壓下、或在水飽和氣氛中或在任何其他氣氛下進行。較佳的是,在1 atm壓力下和5°C與35°C之間下進行固化。
以下實例將為技術人員提供本發明之另外的實施方式。它們不旨在以任何形式限制本發明。 實例
三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、檸檬酸(包括鉀鹽和鈉鹽)、酒石酸(L-形式)、丙二酸、琥珀酸、乳酸(L-形式)、水楊酸、胺基磺酸、葡糖酸鈉、乙醯丙酮、鄰苯二酚、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、二伸乙基三胺五乙酸(DTPA)、乙二胺四乙酸(EDTA)、甘胺酸、乳酸鈣(L-形式)、蘋果酸(DL-形式)、果糖(D-形式)、葡萄糖(D-形式)、乳糖、蔗糖、氯化鈣、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鈣(無水形式)、硫代硫酸鈉、硫化鉀、硫酸鈉和硫酸鋁以高純度購自西格瑪-奧德里奇公司(Sigma-Aldrich)並按原樣使用。
所使用的BOF爐渣係具有3000 cm 2/g的布萊恩表面的煉鋼爐渣。BOF爐渣具有以下近似化學組成:
CaO Fe 2O 3 SiO 2 MgO Al 2O 3 MnO P 2O 5 TiO 2 SO 3 其他
49.7% 23.5% 13.5% 4.6% 3.6% 2.1% 1.7% 0.9% 0.2% 0.2%
所使用的GGBS係具有4500 cm 2/g的布萊恩表面的磨細粒化高爐爐渣。GGBS爐渣具有以下近似化學組成:
CaO Fe 2O 3 SiO 2 MgO Al 2O 3 MnO TiO 2 其他
42.4% 0.7% 36.5% 8.1% 10.4% 0.4% 0.5% 1.0%
所使用的硫鋁酸鈣水泥(CSA)和鋁酸鈣水泥(CAC)具有 < 100微米的粒度並且具有以下化學組成:
   CaO Al 2O 3 Fe 2O 3 SiO 2 TiO 2 MgO K 2O SO 3
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%            
所使用的偏高嶺土係具有 < 100微米的粒度並且具有以下化學組成的快速煆燒的偏高嶺土,粗黏土#1和粗黏土#2係具有 < 100微米的粒度並且具有以下化學組成的粗高嶺石黏土。所有材料具有在100°C下 < 0.1%的重量損失。
   SiO 2 Al 2O 3 Fe 2O 3 TiO 2 CaO K 2O SO 3
偏高嶺土 56.0% 39.0% 0.8% 1.2% 0.7% 0.4% 0.7%
粗黏土#1 52.4% 25.6% 9.7% 1.4% 0.2% 1.0%   
粗黏土#2 23.5% 23.6% 37.9% 1.8% 0.3%      
使用的水係軟化水。
在以下表中指示的時間之後,根據EN 12190在4 × 4 × 16 cm棱鏡上測量抗壓強度。在覆蓋有塑膠片的模具中進行固化24小時以避免乾燥。24小時之後進行脫模,並在密封的塑膠袋中進行進一步固化以避免乾燥。
以下表1-4中使用的縮寫與以上所描述的相同。 實例1-51
實例1-51示出了各種促進劑用於BOF爐渣與水的反應的有效性。實例1係對比實例並且不根據本發明。實例2-51係根據本發明之實例。
將乾燥的BOF爐渣與水以下表1中所指示的量混合。將相應的促進劑在混合水中預混合,並因此與混合水以下表1中所指示的量一起添加。混合在霍巴特(Hobart)混合器上進行3 min。以下表1中對於實例1-51所指示的BOF爐渣和水的用量係指重量,以克計。以下表1中對於促進劑所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 1 ] :實例 1-51
   1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
29 29 29 29 29 29 29 29 29 29
TIPA    0.1 0.01                     
DEIPA          0.1 0.01               
EDIPA                0.1            
檸檬酸                   0.1         
酒石酸                      0.1      
丙二酸                         0.1   
琥珀酸                            0.1
乳酸                              
在7天時的抗壓強度 [MPa] 1.1 5.4 2.5 1.7 4.2 5.4 1.5 1.4 2.7 1.4
[ 1 ] :續
   11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
20 29 29 29 29 29 29 29 29 29
乳酸 0.1                           
胺基磺酸    0.1                        
葡糖酸鈉       0.1                     
乙醯丙酮          0.1                  
鄰苯二酚             0.1               
IDS                0.1            
DTPA                   0.1         
甘胺酸                      0.1      
乳酸鈣                         0.1   
蘋果酸                            0.1
在7天時的抗壓強度[MPa] 1.9 1.5 1.5 2.9 2.5 2 1.5 2 2.3 1.6
[ 1 ] :續
   21 22 23 24 25 26 27 28
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100 100
29 19.5 29 29 29 29 29 29
TIPA 0.1 0.1 0.1 0.01 0.01         
DEIPA                0.1 0.01 0.01
果糖 0.1 0.1 0.01 0.1 0.01 0.1 0.1 0.01
在7天時的抗壓強度[MPa] 8 28 5.5 7.0 5.4 3.9 5.4 4.4
[ 1 ] :續
   29 30 31 32 33 34 35 36 37
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100 100 100
29 29 29 29 29 29 29 29 29
TIPA 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.01 0.01      
DEIPA                      0.1   
葡萄糖 0.1                        
蔗糖    0.05                     
乳糖       0.05                  
檸檬酸          0.1 0.01 0.1 0.01 0.1   
酒石酸                         0.1
在7天時的抗壓強度[MPa] 6.8 4.9 6.1 8.6 4.7 6.4 3.0 8.6 5.9
[ 1 ] :續
   38 39 40 41 42 42 44
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100
29 29 29 29 29 29 29
TIPA 0.1 0.1 0.01 0.01         
DEIPA             0.1 0.01 0.01
檸檬酸三鉀 0.1 0.01 0.1 0.01 0.1 0.1 0.01
在7天時的抗壓強度[MPa] 9.5 4.6 10.4 4.1 2.3 12.4 3.9
[ 1 ] :續
   45 46 47 48 49 50 51
BOF爐渣 100 100 100 100 100 100 100
29 29 29 29 29 29 29
TIPA 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
丙二酸 0.1                  
琥珀酸    0.1               
乳酸       0.1            
甘胺酸          0.1         
IDS             0.1      
胺基磺酸                0.1   
鄰苯二酚                   0.1
在7天時的抗壓強度[MPa] 4.8 5.4 4.8 6.4 5.6 4.9 3.3
如由以上表1可以看出的,TIPA、DEIPA、EDIPA、檸檬酸、酒石酸、丙二酸、琥珀酸、乳酸、胺基磺酸、葡糖酸鈉、乙醯丙酮、鄰苯二酚、IDS、DTPA、甘胺酸、乳酸鈣和蘋果酸係用於BOF爐渣與水的反應的合適促進劑,因為與在BOF爐渣僅與水反應的情況下的樣品(實例1)相比,7天之後的抗壓強度增加。
由以上表1還可以看出,TIPA與果糖、葡萄糖、乳糖、蔗糖、檸檬酸、檸檬酸三鉀、酒石酸、丙二酸、琥珀酸、乳酸、胺基磺酸、甘胺酸、鄰苯二酚、IDS中的任一種的混合物係用於BOF爐渣與水的反應的尤其合適的促進劑。DEIPA與果糖、檸檬酸三鉀和檸檬酸的混合物也是如此。
由實例1、21和22的比較還顯而易見的是,本發明之促進劑可以起到降低BOF爐渣的需水量的作用。應當注意,實例1和22的稠度係相同的。如由實例1、21和22的比較明顯的,實現相同稠度所需的減少量的水可以用於進一步增加強度。 實例52-66
實例52-66示出了各種無機鹽作為促進劑用於BOF爐渣與水的反應的有效性。實例52係對比實例並且不根據本發明。實例53-66係根據本發明之實例。
將乾燥的BOF爐渣與相應的無機鹽以下表2中所指示的量乾混合直至視覺上均勻。在另外添加TIPA和果糖的情況下,將它們在混合水中預混合,並因此與混合水以下表2中所指示的量一起添加。乾混合物和混合水的混合在霍巴特混合器上進行3 min。以下表2中對於實例52-66所指示的BOF爐渣、水和無機鹽的相應的用量係指重量,以克計。以下表2中對於TIPA和果糖所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 2 ] :實例 52-66
   52 53 54 55 56 57 58
BOF爐渣    96.8 96.8 96.8 96.2 96.2 96.2
29 29 29 29 29 29 29
CaCl 2    3.2 3.2 3.2         
Ca(NO 2) 2             3.8 3.8 3.8
TIPA       0.02 0.02    0.02 0.02
果糖          0.1       0.1
抗壓強度[MPa] 在2天時 0.5 2 7.8 12.4 0.8 1.2 8.7
在10天時 1.6 11 11.9 19.4 5.5 9.4 14.8
在28天時 12.8 21.4 19.1 30.3 13.8 11.7 24.4
[ 2 ] :續
   59 60 61 62 63 64 65 66
BOF爐渣 93 93 93 96.8 96.8 96.6 97 95.8
29 29 29 29 29 29 29 29
Ca(NO 3) 2 7 7 7               
Al 2(SO 4) 3          3.2            
CaSO 4             3.2 3.2      
Na 2S 2O 3                   3   
硫化鉀                      4.2
TIPA    0.02 0.02 0.02    0.02      
果糖       0.1 0.1            
抗壓強度[MPa] 在2天時 1.4 8.1 12.4 10.4 0.7 8.3 4.5 6.3
在10天時 4.7 10.6 16.8 19.1 6 13 13.9 14.8
在28天時 13.9 14.6 25.0 23.6 15.9 n.m. 21.7 19.2
n.m.:未測量
如由以上表2可以看出的,氯化鈣、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鈣、硫代硫酸鈉和硫化鉀係用於BOF爐渣與水的反應的合適促進劑,因為與在BOF爐渣僅與水反應的情況下的樣品(實例52)相比,7天之後的抗壓強度增加。
如由表2還可以看出的,使用TIPA和視需要另外的果糖與氯化鈣、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鈣和硫酸鋁中的任一種的混合物導致BOF爐渣與水的反應的特別好的促進。 實例67-75
實例67-75示出了各種促進劑用於GGBS爐渣與水的反應的有效性。實例67係對比實例並且不根據本發明。實例68-76係根據本發明之實例。
將乾燥的GGBS爐渣與熟石灰以下表3中所指示的量乾混合直至視覺上均勻。添加熟石灰作為GGBS的活化劑。將相應的促進劑與混合水預混合,並因此與混合水以下表3中所指示的量一起添加。混合在霍巴特混合器上進行3 min。以下表3中對於實例67-75所指示的GGBS爐渣、熟石灰和水的用量係指重量,以克計。以下表3中對於促進劑所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 3 ] :實例 67-75
   67 68 69 70 71 72 73 74 75
GGBS爐渣 90 90 90 90 90 90 90 90 90
石灰 10 10 10 10 10 10 10 10 10
36 36 36 36 36 36 36 36 36
TIPA    0.01                     
丙二酸       0.1                  
琥珀酸          0.1 0.01            
水楊酸                0.01         
鄰苯二酚                   0.01      
IDS                      0.01   
EDTA                         0.01
在7天時的抗壓強度[MPa] 16 18.5 21.8 19.4 17.8 17.7 20.8 18 18
如由以上表3可以看出的,TIPA、丙二酸、琥珀酸、水楊酸、鄰苯二酚、IDS和EDTA係用於GGBS和熟石灰的混合物與水的反應的合適促進劑。 實例76至83
實例76-83示出了各種促進劑用於GGBS爐渣和BOF爐渣的混合物與水的反應的有效性。實例76係對比實例並且不根據本發明。實例77-83係根據本發明之實例。
將乾燥的BOF爐渣、乾燥的GGBS爐渣與相應的無機鹽以下表4中所指示的量乾混合直至視覺上均勻。在另外添加TIPA、果糖、檸檬酸、及/或檸檬酸鹽的情況下,將它們在混合水中預混合,並因此與混合水以下表4中所指示的量一起添加。乾混合物和混合水的混合在霍巴特混合器上進行3 min。以下表4中所指示的爐渣、水和無機鹽的相應的用量係指重量,以克計。以下表4中對於TIPA、果糖、檸檬酸、及/或檸檬酸鹽所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 4 ] :實例 76-83
   76 77 78 79 80 81 82 83
矽砂0-800 µm 70 67.7 67.7 65.5 65.5 65.5 65.5 65.5
BOF爐渣 19.5 18.9 18.9 18.3 18.3 18.3 18.3 18.3
GGBS爐渣 10.5 10.2 10.2 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
CaCl 2    3.2    3.2 3.2 3.2 3.2 3.2
CaSO 4       3.2 3.2 3.2 3.2 3.2 3.2
29 29 29 29 29 29 29 29
TIPA             0.01 0.01 0.01 0.01
果糖             0.01         
檸檬酸                0.01      
檸檬酸三鈉                   0.01   
檸檬酸三鉀                      0.01
在7天時的抗壓強度[MPa] 0.6 8.8 5.6 10.4 17.6 13.6 13.1 13.3
如由以上表4可以看出的,氯化鈣、硫酸鈣、TIPA、檸檬酸和檸檬酸鹽係用於GGBS和BOF爐渣的混合物與水的反應的合適促進劑。 實例84-92
實例84-92示出了TIPA和檸檬酸三鈉的混合物用於單獨的BOF爐渣或BOF爐渣與共黏合劑的組合與水的反應的有效性。實例84-92係根據本發明之實例。
將乾燥的BOF爐渣和視需要共黏合劑以下表5中所指示的量乾混合直至視覺上均勻。將TIPA和檸檬酸三鈉在混合水中預混合,並因此與混合水以下表5中所指示的量一起添加。乾混合物和混合水的混合在霍巴特混合器上進行3 min。以下表5中爐渣、共黏合劑、無機鹽和水的相應的用量係指重量,以克計。對於TIPA和檸檬酸三鈉所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 5 ] :實例 84-92
   84 85 86 87 88 89 90 91 92
BOF爐渣 100 90 80 79.4 78.4 74.8 73.4 74.6 80.2
偏高嶺土    10 10 9.9 9.8            
粗黏土#1                15.2         
粗黏土#2                   16.6      
CaSO 4       10 9.9 9.8 10 10 8.5 10
CSA                      17   
CAC                         9.8
29 29 29 29 29 29 29 29 29
TIPA 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
檸檬酸三鈉 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
Al 2(SO 4) 3          0.8               
Na 2SO 4             2            
在7天時的抗壓強度[MPa] 16.6 26.3 40.2 41.3 43.7 23.9 29.7 39.2 34.7
出人意料地,發現烷醇胺與檸檬酸三鈉鹽的組合給出了特別良好的性能(參見實例84與實例38)。
表5的結果還示出,各種共黏合劑可以與基於爐渣的黏合劑一起使用。另外,由以上實例,顯而易見的是,硫酸鋁和硫酸鈉係合適的促進劑。 實例93-95
實例93-95示出了本發明之基於爐渣的黏合劑在砂漿配製物中的有用性。實例93不根據本發明,實例94和95根據本發明。
將乾燥的OPC或BOF爐渣、骨料和填料、視需要共黏合劑和添加劑以下表6中所指示的量乾混合直至視覺上均勻。將DEIPA和檸檬酸三鈉在混合水中預混合,並因此與混合水以下表6中所指示的量一起添加。乾混合物和混合水的混合在霍巴特混合器上進行3 min。以下表6中OPC或BOF爐渣、骨料和填料、共黏合劑、添加劑和水的相應的用量係指重量,以克計。對於DEIPA和檸檬酸三鈉所指示的用量係指混合水中相應的促進劑的莫耳濃度,以mol/升計。 [ 6 ] :實例 94-96
   94 95 96
波特蘭水泥(CEM I 42.5 R) 36.8 7.4   
BOF爐渣    29.4 36.8
偏高嶺土    3.7 3.7
CaSO 4    3.7 4.6
石英砂 *1 54.1 46.3 45.4
CaCO 3填料 *2 6.7 6.7 6.7
添加劑 *3 2.4 2.4 2.4
15.6 15.6 15.6
DEIPA    0.13 0.17
檸檬酸三鈉    0.25 0.3
在1天時的抗壓強度 [MPa] 20.6 19.2 23.4
在28天時的抗壓強度 [MPa] 45.1 43.5 36.9
*10.2-2 mm和2-4 mm石英砂的1 : 1混合物 *2經研磨的石灰石 < 200微米粒度 * 3添加劑:增稠劑(纖維素醚)、可再分散的聚合物粉末、PP纖維、消泡劑、抗收縮劑
實例94係典型的修補砂漿的配製物並且出於比較目的包括在內。此類修補砂漿的目標性能係在固化1天內10 MPa和在固化28天內30 MPa的最小抗壓強度。如由本發明實例95和96可以看出的,此類要求可以藉由根據本發明之砂漿組成物滿足,該砂漿組成物具有或不具有波特蘭水泥作為共黏合劑。

Claims (16)

  1. 一種促進劑用於煉鋼爐渣與水的反應之用途,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸及其鹽、胺基酸及其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物。
  2. 如請求項1所述之用途,其特徵在於,該煉鋼爐渣係鹼性氧氣爐爐渣。
  3. 如前述請求項中至少一項所述之用途,其特徵在於,在每種情況下相對於該煉鋼爐渣的總乾重,該煉鋼爐渣具有8-38 w%、較佳的是10-30 wt.-%的表示為Fe 2O 3的鐵氧化物含量,以及 < 1 w%、較佳的是 < 0.5 w%、尤其 < 0.1 w%的表示為SO 3的硫含量。
  4. 如前述請求項中至少一項所述之用途,其特徵在於,該促進劑選自由以下組成之群組:三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)、果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、酒糟、糖蜜、葡糖酸、抗壞血酸、神經胺酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、黏液酸、糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甲酸、乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甘胺酸、麩胺酸、天冬胺酸、聚天冬胺酸、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、二伸乙基三胺五乙酸(DTMA)、胺基三乙酸(NTA)、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、亞硝酸鈣、硝酸鈣、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫代硫酸鹽、尤其是硫代硫酸鈉、硫氰酸鹽和硫化物、尤其是硫化鉀。
  5. 如請求項1-3中至少一項所述之用途,其特徵在於,該促進劑係兩種烷醇胺的混合物或烷醇胺與不同於烷醇胺的至少一種另外的促進劑的混合物。
  6. 如請求項5所述之用途,其特徵在於,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,並且其特徵在於,該至少一種另外的促進劑係選自由以下組成之群組的一種另外的促進劑:果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、半乳糖、糊精、酒糟、糖蜜、葡糖酸、抗壞血酸、神經胺酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、黏液酸、糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甲酸、乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甘胺酸、麩胺酸、天冬胺酸、聚天冬胺酸、亞胺基二琥珀酸四鈉(IDS)、二伸乙基三胺五乙酸(DTMA)、胺基三乙酸(NTA)、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、亞硝酸鈣、硝酸鈣、氯化鈣、氯化鎂、硫酸鈣、硫酸鋁、硫酸鈉、氯化鋁、硫代硫酸鹽、尤其是硫代硫酸鈉、硫氰酸鹽和硫化物、尤其是硫化鉀。
  7. 如請求項5所述之用途,其特徵在於,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,並且其特徵在於,存在兩種另外的促進劑,第一另外的促進劑選自糖,尤其是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由無機鹽和還原劑組成之群組,較佳的是選自氯化鈣、氯化鎂、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鈣、硫代硫酸鈉和硫化鉀。
  8. 如請求項5所述之用途,其特徵在於,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,並且其特徵在於,存在兩種另外的促進劑,第一另外的促進劑選自糖,尤其是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由糖酸、羧酸和胺基磺酸組成之群組,尤其是葡糖酸、抗壞血酸、神經胺酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、黏液酸、糖二酸、水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甲酸、乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、及其鈉、鉀或鈣鹽。
  9. 如請求項5所述之用途,其特徵在於,該烷醇胺選自由三乙醇胺(TEA)、三異丙醇胺(TIPA)、二乙醇異丙醇胺(DEIPA)、乙醇二異丙醇胺(EDIPA)和甲基二乙醇胺(MDEA)組成之群組,尤其是由TIPA及/或DEIPA組成之群組,並且其特徵在於,存在三種另外的促進劑,第一另外的促進劑選自糖,較佳的是果糖、甘露糖、麥芽糖、葡萄糖、或半乳糖,並且第二另外的促進劑選自由糖酸、羧酸和胺基磺酸組成之群組,較佳的是葡糖酸、抗壞血酸、神經胺酸、葡糖醛酸、半乳糖醛酸、艾杜糖醛酸、黏液酸、糖二酸及其鈉、鉀或鈣鹽、甲酸、乙醇酸、檸檬酸、乳酸、蘋果酸、酒石酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、水楊酸及其鈉、鉀或鈣鹽,並且第三另外的促進劑選自由無機鹽和還原劑組成之群組,較佳的是選自氯化鈣、氯化鎂、亞硝酸鈣、硝酸鈣、硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鈉、硫酸鈣、硫代硫酸鈉和硫化鉀。
  10. 如前述請求項中至少一項所述之用途,其特徵在於,相對於該爐渣的總乾重,該促進劑以0.005-25 w%之間的總量添加。
  11. 一種基於爐渣的黏合劑,其較佳的是用作混凝土或砂漿中的黏合劑,所述黏合劑包含以下項或由以下項組成 a) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, b) 用於該煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物, c) 視需要,不同於a) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, c) 視需要,至少一種共黏合劑, d) 視需要,不同於b) 的另外的添加劑。
  12. 如請求項11所述之基於爐渣的黏合劑,其特徵在於,該促進劑選自如請求項4所述之促進劑,或者其特徵在於,該促進劑係如請求項5-9中任一項所定義的混合物。
  13. 一種建築材料、較佳的是混凝土或砂漿組成物,其包含以下項或由以下項組成(在每種情況下相對於該建築材料的總乾重) a) 5-95 w%、較佳的是5-60 w%的基於爐渣的黏合劑,所述基於爐渣的黏合劑包含以下項或由以下項組成 a1) 至少一種煉鋼爐渣、較佳的是鹼性氧氣爐爐渣, a2) 用於該煉鋼爐渣與水的反應的至少一種促進劑,所述促進劑選自由以下組成之群組:烷醇胺、還原劑、糖、糖酸、羧酸或其鹽、胺基酸或其鹽、胺基磺酸、乙二醛、乙醯丙酮、鄰苯二酚、胺基三亞甲基膦酸、羥乙磷酸、無機鹽、或其混合物,較佳的是選自如請求項4-9中任一項所定義的促進劑或促進劑的混合物, a3) 視需要,不同於a1) 的第二爐渣、較佳的是粒化高爐爐渣, b) 5-95 w%、較佳的是30-90 w%的至少一種骨料, c) 0-90 w%、較佳的是5-30 w%的至少一種共黏合劑,所述共黏合劑不同於該基於爐渣的黏合劑a),並且所述共黏合劑選自由以下組成之群組:水泥、石膏、石灰、煆燒氧化鎂、苛性氧化鎂、氧化鋁、潛在水硬性黏合劑、及/或火山灰, d) 0-10 w%的另外的添加劑,和 e) 視需要,實現水 : 乾組分的質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量的水。
  14. 如請求項13所述之建築材料,其特徵在於,該建築材料包含5-90 w%、較佳的是5-30 w%的至少一種共黏合劑,該共黏合劑選自波特蘭水泥、鋁酸鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、石膏、水硬性石灰、空氣石灰、煆燒氧化鎂、苛性氧化鎂、煆燒氧化鋁、可水合氧化鋁、氫氧化鋁、火山灰、尤其是黏土、氣相二氧化矽、矽粉、飛灰和潛在水硬性黏合劑,其中火山灰和潛在水硬性黏合劑不包含爐渣。
  15. 如請求項11所述之基於爐渣的黏合劑或如請求項13-14中任一項所述之建築材料,其特徵在於,存在共黏合劑,並且煉鋼熔渣、尤其是鹼性氧氣爐爐渣與共黏合劑的重量比係在1 : 19-19 : 1之間、較佳的是1 : 9-15 : 1、更較佳的是1 : 6-12 : 1、還更較佳的是1 : 5-9 : 1、非常較佳的是1 : 3-6 : 1、尤其是1 : 1-5 : 1。
  16. 一種硬化體,其藉由使如請求項11-12或15所述之基於爐渣的黏合劑或如請求項13-15中至少一項所述之建築材料固化而獲得,並且該基於爐渣的黏合劑或建築材料已經與水以實現水 : 乾粉的質量比在0.1-0.6之間、較佳的是0.2-0.5、尤其是0.2-0.35的量混合。
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