具有玻璃的水硬性砂浆的制作方法

xiaoxiao2021-2-21  109

具有玻璃的水硬性砂浆的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及钙质或硅质类石材,其主要由玻璃质和反应型产物形成,用火山灰类 胶凝材料处理,主要用于建造和稳固户外泥土表面。
[0002] 尽管本发明属于建筑行业,更具体地,属于开发行业,但由于其本质和环保特性, 以及在用来替代波特兰水泥时显著减少二氧化碳,本发明也属于环保活动。
【背景技术】
[0004] 市场上有多种使道路和阶地稳定的方法和应用,主要是基于现场施加的聚合物, 以及其它传统的物质,如生石灰、水泥土或砾石水泥。一些是在现有的阶地上进行,而另一 些是通过添加土壤,土壤或是在铺展时进行处理,或从工厂预制得到,将土壤整平并压实。
[0005] 欧洲专利EP1250397B1是基于经研磨的回收玻璃的使用,该专利利用碱性试剂比 如CaO、钠或钾。该专利虽然新颖,但具有压缩和拉伸强度小的缺点。根据该专利的说明,进 行了测试,产生下面的结果:
根据这些结果,这些土壤相对容易断裂;由于这个原因,很显然的是,以这种方式处理 的和用碎石所制备的胶凝材料的土壤会在短期恶化并释放组分材料。因此,这种材料的所 得寿命很短,而且所产生的游离钙引起其迀移至表面并且风化非常明显,特别是在连续阴 雨期接着温度上升之后。
【具体实施方式】
[0007] 通过我们称之为玻璃水泥(因为其包括大部分的玻璃)的水泥的均匀混合物(根据 专利ES2339910B1获得),和具有精确粒径的碎采石,以及水,根据其用途,将获得半干砂浆, 由于凝固慢,该半干砂浆可以在自卸车中运输,转而允许铺展,整平并压实,而不会失去这 种砂浆的内在和潜在特征。
[0008] 由于在短期,中期和长期中实现的压缩强度,以及风化的去除和其强烈的火山灰 性质,本发明显著地改进了已知的方法。
[0009] 所实现的所有特征提供更大的耐用度,以及非常显著的稳定性,这是先前情况和 其它常用的方法(用石灰稳固,用水泥稳固,用聚合物等)无法比拟的。
[0010]在将胶凝材料直接掺合在地面上的系统(使用湿式或干式系统)中,或在装置或移 动混合器中事先混合,将来自石矿的天然碎骨料掺合在一起的系统中,可以观察到这个相 当大的改进。
[0011]在本发明中,我们可以使用根据专利ES2339910B1的制造方法和权利要求获得的 不同比例和应用的水硬性粘合剂,在其中,我们会加入一些新的物质:包括加特细玻璃作为 高活性无定形材料。
[0012] 本发明是上述文献发展的结果,特别是因为由于实施发明的发明人相同。设想和 研发一种系统以在没有向土壤或胶凝材料贡献任何颜色的情况下,获得土壤外观天然、耐 用度高并且初始和长期耐久性显著的平台、人行道、公路、小道,稳定的公路基地、自行车 道、牛路线等等,从而保持骨料的颜色,但是可以将天然氧化物加入到所得的半干砂浆中, 以确定所需要的颜色,甚至使强度增进,不需要伸缩缝,这样不会出现收缩裂缝,从而成为 连续的路面,并且除此之外,使其初始特征完好地保持很长的一段时间。
[0013] 对于在此处使用的胶凝材料的比例,我们必须始终牢记,在体积(占总团块的百分 比%)和在水泥混合物的组合物(玻璃/熟料、石膏、水、氧化铝如果适当,或特细玻璃)中,这 个百分比必须保持成为连续路面的特征,且在任何类型的用途或应用中不会由于收缩产生 任何裂缝,并且所实现的压缩强度必须不低于或高于下面的值:
百分比范围和组分,包括制造方法和可能性,取决于产品或我们打算应用的用途,以及 替代的用途和应用,使我们能够实现较低的初始强度水平或较高的最终强度的水平,因为 利用波特兰水泥及其无数添加剂已经实现了大范围的产品,或者可以产生的其它新颖的产 品或应用。
[0014] 考虑到高达95%的主要成分是碎玻璃,以及其用途一般涉及对环境和社会的巨大 好处,在不排除那些具有玻璃,但由于其低下的盈利能力,使得玻璃行业不呈现受益于这种 玻璃并且回收这种玻璃的那些领域。在这些地方,玻璃在垃圾场中结束或甚至被研磨以用 作沙子,从而作为填料或用于海滩。
[0015] 在所进行的测试中,火山灰性保持超过365天。
[0016]该水泥粘合剂可直接用于现有土壤上,或通过骨料的外部贡献改进土壤,无论是 直接通过干法或通过湿法,在这两种情况下都通过专用机械产生均匀混合物,并且相应地 整平和最终夯实。
[0017] 为了获得这种连续路面的所有性能,并把它们应用到不同的情况(使用、斜坡、天 气等),我们使用了一定百分比的碎玻璃,该碎玻璃基本上是常见的,家用或工业玻璃;我们 不排除其它物质,比如具有单一颜色的CRT,与白色或灰色熟料、石膏和氧化铝混合的着色 或透明混合物,或根据可能情况粒径为0.1-0.5微米的0-10%百分比的超细玻璃。
[0018] 其基本组分之间的不同比例为: -玻璃95-70 %,以及可选地 -熟料、石膏和氧化铝或超细玻璃5-30 %。
[0019]这意味着最多95%的玻璃可以与补充性熟料、石膏和氧化铝或超细玻璃,或利用 不同数量的石膏得到的对应水泥,即,CEM 52.5、CEM 42.5和CEM 32.5(白色或灰色)一起使 用。
[0020] 并且最少70%的玻璃可以与其熟料、石膏和氧化铝或超细玻璃的补足物,或利用 不同数量的石膏得到的水泥的补足物,即,CEM 52.5、CEM 42.5和CEM 32.5(白色或灰色)一 起使用。
[0021] -旦玻璃研磨至所需的粒径,这些具有玻璃的混合物可以与水泥直接混合。
[0022] 或可以添加所述组分,而这些组分应该一起研磨,直到它们均匀混合,甚至合金化 (我们已用电子显微镜验证),并且可变粒径为0.1至30微米,平均为14-16微米并且最佳值 为0.1至10微米,如果合适,在研磨混合物时加入粒径为0.1-0.5微米的超细玻璃,以加快初 始反应。
[0023] 我们知道,水泥和精细研磨的玻璃在外部混合提供了明显效果,并且虽然我们要 求这些可能的方法,选择用于获得胶凝材料的制造系统是更加有效的并且是前述专利中所 指的特征的决定因素,这并不从我方排除与玻璃和该高火山灰性砂浆的其它成分均匀混合 的水泥的使用。
[0024]作为例子,我们在使用80%玻璃,加上16%基于纯熟料、石膏的补充物和4%超细 玻璃的水泥混合物上进行了试验。
[0025] 所进行的试验:根据UNE 103501标准方法,使用改进的葡式压实法(Proctor method)进行土壤穷实试验。
[0026] 利用试件,并且设定时间为7,28和90天进行强度试验。
[0027]首先,我们测试由研磨至14微米的玻璃的混合物组成的砂浆,接着我们小心地将 其与水泥型52.5R和具有限定的粒径曲线的0.4-0.6cm硅砂混合,并加入水。
[0028]在此,根据下面的图表和测试特征,我们可以观察7、28和90天的压缩强度: 改进的葡式压实测试(UNE 103.501) 最大密度:2.19g/cm3 最佳湿度:7.21 % 使用烘箱干燥的样品的湿度(UNE 103.300) 混合物的总湿度% :6.62 压缩强度(NLT-310.NLT-305)
该试验可以与用相同的基础材料进行的另一测试进行比较,该基础材料即相同的沙子 和特征化的粒径曲线,相同数量的水和粘合剂,但制造方法除外,因为该胶凝材料是组分共 同研磨的结果,甚至具有与前述试验相同的总粒径,即,14微米 ,其中引入14微米的玻璃,并 且最终,在研磨之后,我们加入了4%超细玻璃。
[0029] 用共同研磨的材料、普通玻璃、纯波特兰熟料和石膏,加上超细玻璃进行试验。
[0030] 试验条件: 改进的葡式压实测试(UNE 103.501) 最大密度:2.19g/cm2 最佳湿度:6.37% 使用烘箱干燥的样品的湿度(UNE 103.300) 样品的总湿度% :5.65 压缩强度(NLT-310 .NLT-305)
验证和比较前述试验之后,我们可以确定,关于所实现的强度,当共同研磨所有材料, 并且加入超细玻璃时,由于所得的胶凝材料的强烈的火山灰性质,在所有龄期中,特别是90 天的压缩强度显著增加,并且在超过一年的时间中,强度持续增加。这是受材料的共同研 磨、均匀混合,粒径和具有大约70 %数量的Si02的超细玻璃的无定形特性的影响。随时间推 移保持的火山灰性质为地面和所推荐的碎骨料的混合物的稳定化提供最优特征。
[0031] 龄期为28天的压缩强度几乎是7天获得的压缩强度的两倍(增加了 92%),并且90 天后获得的强度是7天后获得的强度的三倍以上。
[0032] 我们也考虑并且测试用研磨过的l_4mm玻璃砂替代一部分细骨料(石灰石或硅 质),因为由于水泥混合物的强烈的火山灰性质,抑制了碱-二氧化硅的反应。通过该替代, 我们回收以一种方式或另一种方式在垃圾场中结束的部分玻璃,获得吸附了较少的水的稳 定的砂浆,并且是非常环保的。
[0033]在其被浸入水中之后,在90天龄期时的压缩强度为88% (非常高的值)。由于在多 雨期,砂浆接近有水区域或水频繁流经、淹没的区域,这使得其非常可能用于易于淹没的区 域中。
[0034]应用的基础条件 已知该砂浆展示的压缩强度基于负载及其使用,即,其取决于土壤的负载承受能力,这 就是我们在实验室进行先前试验以基于其用途获得不同的最佳骨料粒径的原因: _行人和自行车............0.4-0.6cm -轻型车辆,偶然使用............0.10-0.12cm -轻型车辆,一般使用............0.12-0.14cm -重型车辆,偶然使用............0.18-0.20cm _牲畜运输............0 · 6-0 · 8cm 同样,为了我们在实验室确定的相同目的,每种用途的平均厚度为: -行人和自行车............5-6cm -轻型车辆............10-12cm -轻型车辆,一般使用.........12-14cm -重型车辆,偶然使用............14-16 cm -牲畜运输............6-8cm 制造并且实施该砂浆 一旦满足前述条件,所述材料优选用经认证的混合器在混凝土装置中混合(尽管其可 以在移动混合器中进行),并加入水。在实验室中,最佳的混合湿度是8%。一旦获得均质和 适度的混合(水泥粘合剂占混合物的总重4-12% )或根据用途和项目的其它合适的百分比。
[0035] 在自卸车中将这种预混合的材料输送至应用场地,然后将其铺展和整平。这两个 操作可以手动或通过铺展机器进行,并且最后用独立式或手动捣固机根据厚度压实,直到 获得至少98%的修正普罗克特值(Proctor value) 〇
[0036] 当通过已知的专用机械,将干或湿系统直接应用在地面上时,基于对材料的先前 的实验室测试添加该材料。材料被均匀混合,最后被压实,直到实现项目所要求的,通常高 于98 %的普罗克特值。虽然在胶凝材料中存在的水泥的数量和当前CaO的反应已经产生了 胶结效果,真正潜力将在一年以上的时间持续产生。
[0037] 对于类型S-EST 1(固化土 1)和S-EST 2(固化土2)就地稳定的土壤(西班牙官方指 南PG 3的第512条),将通过7天的UNE 103502 CBR确定试验确定支撑能力。对于固化土S-EST 1和S-EST 2,CBR指数必须分别大于6和12。所提供的材料从容超越了这两个限制,因为 其CBR是S-EST 2所需值的近40倍。
【主权项】
1. 一种具有玻璃的水硬性砂浆,其主要由以下形成: -碎玻璃,在其中加入了灰色或白色纯波特兰熟料、石膏和可选的氧化铝; -超细玻璃,其随后添加到下列经研磨的产物中: a)使用干燥系统,通过球磨机或等效物进行全部研磨和机械合金化的经研磨的产物,b)或是由已经研磨并合金化的熟料与石膏的混合物、或是由与之前的经研磨的玻璃均 匀混合的熟料与石膏的混合物得到的等效水泥的混合物; -天然碎石和天然钙质或硅质土壤,或两者的混合物,或作为天然钙质或硅质细石的替 代的经研磨的玻璃。2. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,形成所述水硬性砂浆的玻璃是普通 玻璃或工业玻璃,甚至是CRT,全部钠-钙玻璃。3. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,所述玻璃是透明的,或是颜色的混 合。4. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,该灰色或白色纯波特兰熟料具有下 列类型的成分: -SC3硅酸三钙40 - 50% -SC2硅酸二钙20 - 30% -AC3铝酸三钙10 - 15% -AlFe铁铝酸四钙5 - 10% 以及,对于白色波特兰: -比例低于0.4%的Fe2〇3。5. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,所添加的超细玻璃的粒径小于1微 米。6. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,胶凝材料的粒径为0.1微米至30微 米,平均值为15微米,并且最佳值为10微米。7. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,胶凝材料直接使用白色或灰色波特 兰水泥类型CEM52.5、CEM42.5和CEM32.5,以及0.1至30微米,优选10微米的经研磨的玻 璃。8. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,在该水泥中,火山灰性保持超过375 天。9. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,粘合剂的玻璃质组分最少为70%,熟 料、石膏和氧化铝或超细玻璃为30%,并且玻璃最多为95%,熟料、石膏和氧化铝或超细玻璃 为5%。10. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,该水硬性砂浆在28天时呈现的压 缩强度值比在7天时的压缩强度值最大增加80%。11. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,该水硬性砂浆在90天时呈现的压 缩强度值比在7天时的压缩强度值高3倍。12. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,浸入水中90天后,该水硬性砂浆保 持着压缩强度值,最小为其在该龄期时的特征强度的85%。13. 根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,经研磨的玻璃用作细骨料。14.根据权利要求1所述的水硬性砂浆,其特征在于,使用具有精确粒径的任何硅质或 石灰石骨料。
【专利摘要】具有玻璃的水硬性砂浆主要由下述形成:加入了白色或灰色纯波特兰熟料、石膏和可选的氧化铝的碎玻璃;随后添加至经研磨的产物中的超细玻璃;以及天然碎石和天然钙质或硅质土壤,或两者的混合物,或作为天然钙质或硅质细石的替代物的经研磨的玻璃可选。
【IPC分类】C04B18/04, C04B14/42
【公开号】CN105492405
【申请号】CN201480046966
【发明人】恩里奎·布尔戈斯-恩里奎斯
【申请人】恩威罗森公司
【公开日】2016年4月13日
【申请日】2014年4月21日
【公告号】EP3015437A1, WO2014207276A1

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