Способ изготовления цемента, строительных растворов, бетонных композиций, содержащих наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция, (предварительно) обработанные ультрадисперсным наполнителем (наполнителями), получаемые композиции и цементные материалы и их применения

Способ изготовления цемента, строительных растворов, бетонных композиций, содержащих наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция, (предварительно) обработанные ультрадисперсным наполнителем (наполнителями), получаемые композиции и цементные материалы и их применения

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к области, включающей цементные композиции, цементирующие композиции, композиции гидравлических связующих веществ, композиции строительных растворов, бетонные композиции (которые далее эквивалентно называются «системы»), в частности, композиции (или «системы») типов, включающих цемент/гидравлические связующие вещества, строительные растворы, бетон, содержащий, по меньшей мере, один зернистый минерал типа карбоната (карбонатов) кальция в качестве наполнителя (наполнителей) и их применения, а также соответствующий цемент, строительный раствор, бетонные материалы или элементы, причем вышеупомянутые наполнители представляют собой наполнители на основе карбонатов, которые являются «модифицированными» согласно настоящему изобретению от «стандартного» (низкого или среднего) уровня до «технологичного» или «высокого» уровня эффективности благодаря способу, который представляет собой важную часть настоящего изобретения.

Настоящее изобретение относится к конкретному способу изготовления вышеупомянутых «композиций» или «систем» (данные термины предназначены для использования как эквиваленты в настоящей заявке и формуле изобретения), включая цемент, гидравлическое связующее вещество, строительный раствор, бетон, получаемые композиции, цемент, строительные растворы и бетонные материалы, получаемые из них, и их применения.

Предшествующий уровень техники

Цемент: следует напомнить, что цементная система (которая эквивалентно называется «композиция») представляет собой систему, в которой содержатся:

- цементные частицы, смешиваемая вода (которая эквивалентно называется «смешиваемая водная композиция, не создающая затруднения в вышеупомянутой системе», как известно специалисту в данной области техники; далее называется «вода» или «смешиваемая вода», когда это целесообразно для простоты),

- наполнитель (наполнители), как правило, наполнитель (наполнители) на основе карбоната,

- разнообразные необязательные и обычные добавки, такие как воздухововлекающие вещества, замедляющие застывание вещества, ускоряющие застывание вещества и т. п., и любые такие обычные необязательные добавки, которые хорошо известны специалисту в данной области техники, такие как пластифицирующие вещества.

Строительный раствор: система строительного раствора дополнительно содержит инертный скелетный материал, как правило, песок.

Бетон: бетонная система дополнительно содержит гравий.

Вышеизложенные факты являются совершенно очевидными и общеизвестными.

Цементные системы или цементы (или композиции или соответствующие цементные растворы): по соображениям простоты, а также потому, что настоящее изобретение в равной степени относится к использованию добавок, предназначенных для улучшения или «модификации» свойств любой из данных трех систем, термин «цементные системы», которые эквивалентно называется «цементные композиции» или «цементные растворы» или даже для простоты «цементы», будет использоваться в настоящем описании и формуле изобретения, распространяясь на любые из вышеупомянутых основных типов композиций или «систем», и обычные соответствующие производные или разновидности, в том числе цемент (и/или цементирующее вещество, гидравлическое связующее вещество), или строительный раствор или бетонная композиция или система, в которых содержатся такой цемент и/или цементирующее вещество, гидравлическое связующее вещество, плюс вышеупомянутые компоненты, также являются хорошо известными.

Настоящее изобретение также распространяется на соответствующие «технические эквиваленты», такие как, например, системы, содержащие обычные добавки, или использование водной системы в качестве смешиваемой водной системы (далее вместе называются «смешиваемая вода» или «вода»), или использование цементирующих композиций, которые известны специалисту в данной области техники, вместо цемента, при том условии, что их функции являются приблизительно одинаковыми, и результаты также являются приблизительно одинаковыми, что может легко проверить специалист в данной области техники или это ему известно.

Специалист в данной области техники способен определить, что данная система представляет собой цемент, строительный раствор или бетонную композицию, принимая во внимание присутствие или отсутствие песка и/или гравия. Данное упрощение становится возможным, поскольку песок и гравий представляют собой инертные материалы и, таким образом, не создают существенных затруднений для осуществления настоящего изобретения.

Кроме того, следует отметить, что, даже если далее представлена информация, описывающая, например, «цементные системы», она также распространяется, с соответствующими изменениями, на любые другие из вышеупомянутых типов систем. Единственное различие между данными системами представляет собой присутствие или отсутствие песка и/или гравия.

Пластифицирующие вещества: в таких композициях обычно используют пластифицирующее вещество (вещества). Их, как правило, помещают на дно смесительного или перемешивающего устройства, чтобы в некоторой степени способствовать повышению текучести цементных ингредиентов, в частности, скелетных материалов.

В данной области европейский патент № 0663892 компании CHRYSO определенно представляет собой наиболее актуальный документ, который описывает пластифицирующие полимеры для минеральных суспензий, в которых отсутствует гидравлическое застывание, или гидравлических связующих цементных растворов.

Предусмотренные приложения представляют собой покрытия для бумаги, краски и синтетические полимерные или каучуковые композиции.

Согласно вышеупомянутому предшествующему уровню техники, было известно добавление пластифицирующих веществ в определенные минеральные суспензии для снижения их вязкости, и, в частности, в применениях для бумаги это приводит к высоким концентрациям минеральных веществ и улучшает технологичность, и при этом уменьшается энергия высушивания. Например, это используется в связи с суспензиями карбоната кальция.

Кроме того, известно добавление таких пластифицирующих веществ в «цементные» растворы (в широком смысле, как разъясняется выше), в данном случае с целью уменьшения их водосодержания и получения «цементных» композиций, имеющих «более плотную структуру» после застывания.

Некоторые хорошо известные пластифицирующие вещества или пластификаторы также представляют собой суперпластификаторы при определенных условиях.

В данной области французский патент № 2815627, французский патент № 2815629 и международная патентная заявка WO 2008/107790 описывают суперпластификаторы.

Некоторые известные пластифицирующие вещества или диспергирующие вещества, как известно, в меньшей степени влияют на продолжительность застывания, но все же являются неудовлетворительными, такие как продукты конденсации сульфированного нафталина и формальдегида или меламиноформальдегида и сульфированного соединения. Некоторые из этих материалов также представляют собой суперпластификаторы, но являются значительно менее предпочтительными.

Кроме того, европейский патент № 0099954 относится к пластифицирующим веществам, получаемым путем конденсации аминосульфоновой кислоты, содержащей, по меньшей мере, ароматическое кольцо, с азотистыми соединениями, имеющими несколько функциональных аминогрупп, и формальдегидом.

Такие добавки могут быть использованы в обычных дозировках согласно настоящему изобретению как обычные «регулирующие» пластифицирующие добавки, известные специалисту в данной области техники, которому также известен способ их использования. Термин «регулирование» означает, что они представляют собой не «вещества для обработки», а только пластификаторы, используемые в незначительных обычных количествах для тонкого регулирования вязкости, что является хорошо известным специалисту в данной области техники.

Краткое описание желательных свойств представлено в строке 15 и следующих строках страницы 3 вышеупомянутого европейского патента компании CHRYSO.

В настоящей заявке основная техническая проблема, подлежащая решению, заключается в том, чтобы предотвратить необходимость любой химической «обработки», то есть предотвратить необходимость обработки суперпластификатором, как описано в неопубликованной европейской патентной заявке 10008803.8.

Наполнители: что является значительно более важным, известно также добавление наполнителя (наполнителей) в цемент, гидравлические связующие вещества, цементирующее вещество или бетон или композиции или «системы» строительных растворов (для простоты называются «цементы»).

Цель добавления такого наполнителя (наполнителей) заключается в том, чтобы заполнять пустоты между частицами, уменьшать суммарную стоимость, а также в значительной степени улучшать свойство, которое называется «консистенция» (консистенция представляет собой способность или пригодность рассматриваемых систем для легкой текучести или «самовыравнивания» или отсутствие данной способности), и свойство, которое называется «содержание сухого материала» (то есть процентная доля сухого материала в конечной композиции (чем выше эта процентная доля, тем больше содержание сухого материала)).

Наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция: пригодный для использования наполнитель (наполнители) определяются как «наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция», то есть в настоящей заявке и формуле изобретения наполнители, которые содержат только карбонат (карбонаты) кальция (возможно, имеющие различное происхождение, такие как разнообразные естественные горные породы (GCC) или разнообразные PCC), что означает отсутствие любых других наполнителей иного типа, таких как каолин, бентонит и т. д., которые известны специалисту в данной области техники, и их источниками являются (когда наполнитель (наполнители) представляют собой или содержат GCC) карбонатные горные породы или в более общем смысле минеральный материал (материалы), содержащие, по меньшей мере, от 50 до 65%, предпочтительно более чем 80% и предпочтительнее более чем 90% CaCO3 в расчете на сухую массу.

В качестве такого наполнителя (наполнителей) на основе карбонатов выбирают:

- природный карбонат (карбонаты) кальция или тонкодисперсный карбонат (карбонаты) кальция (GCC), в том числе, но не ограничиваясь этим, GCC из мрамора, мела, кальцита или из других природных и хорошо известных форм природных карбонатов кальция, который наиболее предпочтительно соответствуют вышеупомянутым процентным критериям; хотя они могут в некоторой степени отклоняться, если это не наносит ущерба;

- PCC, который представляет собой тонкодисперсный или ультрадисперсный осажденный карбонат кальция и существует в разнообразных, хорошо известных формах, которые определяет хорошо известный способ осаждения/изготовления; или

- смесь вышеупомянутых, содержащих CaCO3 горных пород или минеральных материалов друг с другом, а также смеси или композиции GCC и PCC.

Соотношение GCC/PCC можно выбирать от 0/100% до 100/0% в расчете на сухую массу и предпочтительно от 30/70% до 70/30% в расчете на сухую массу.

Как правило, «наполнитель» имеет следующие свойства:

- Чистота: согласно анализу с метиленовым синим, примеси составляют менее чем 10 г/кг, предпочтительно менее чем 3-5 г/кг и предпочтительнее менее чем 1-1,5 г/кг, а наиболее предпочтительное значение составляет 1,2 г/кг.

- Медианный диаметр или значение d50 составляет приблизительно от 1-3 до 30-50 мкм при измерении с использованием оборудования/методики Malvern 2000 PSD или Sedigraph.

Как будет видно ниже, интервал значений d50, составляющий от 1 до 5-6 мкм, соответствует для наполнителей, отличающихся удельной поверхностью по Блейну (Blaine), составляющей более чем приблизительно 1000 м²/кг (которая эквивалентно называется «высокая удельная поверхность», такие как удельная поверхность по методу BET, измеряемая с использованием азота согласно стандарту ISO 9277) для ультрадисперсных наполнителей; значение d50, составляющее более чем 6 мкм, характеризует крупнодисперсные или более крупнодисперсные наполнители, которые далее называется «наполнители». В настоящей заявке, когда рассматриваются ультрадисперсные наполнители, используется термин «ультрадисперсные наполнители».

Согласно настоящему изобретению, термин «наполнитель (наполнители)» означает крупнодисперсный наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция, которые точно определены выше, то есть наполнители, содержащие в любой известной форме (в частности, GCC и/или PCC) только зернистый материал CaCO3 плюс необязательно некоторые другие инертные частицы наполнителя или волокнистого материала, такого как конопля и т. д. Авторы здесь отмечают, что в настоящей заявке термин «наполнители» означает, что значение d50 составляет более чем 6 мкм, то есть крупнодисперсные наполнители. Когда, с другой стороны, используют ультрадисперсный наполнитель (наполнители) согласно настоящему изобретению, используется термин «ультрадисперсный наполнитель».

В описании вышеупомянутой европейской патентной заявки не была представлена обработка такого крупнодисперсного «наполнителя», по меньшей мере, одним ультрадисперсным наполнителем (далее называется также «ультрадисперсный материал»), поскольку существует сильное предубеждение против смешивания крупнодисперсных и ультрадисперсных наполнителей. По существу, в таком случае предсказуемый результат такого смешивания представлял бы собой смесь крупнодисперсных и ультрадисперсных частиц, из которой мог бы образоваться только некоторый неопределенный «шлам» вместо работоспособного цементного раствора.

Ожидаемые затруднения действительно возникали, но они были преодолены посредством дополнительной научно-исследовательской работы и использования в обработке, по меньшей мере, одного ультрадисперсного наполнителя.

Удельная поверхность по Блейну, которая представляет собой характеристический признак наполнителей, что является хорошо известным, находится в интервале от 180 до 2000 м²/кг и предпочтительно от 300 до 800 м²/кг и измеряется в соответствии со стандартами Европейского союза (европейский стандарт EN 196-6).

Как обсуждается выше, ультрадисперсные наполнители имеют удельную поверхность по Блейну, которая составляет более чем приблизительно 1000 м²/кг или более чем приблизительно 1500 м²/кг, а также значение d50, составляющее менее чем 5-6 мкм.

Может возникнуть ситуация, в которой удельная поверхность по Блейну не может быть измерена; в таком случае используется удельная поверхность, измеренная стандартным методом BET.

Как известно, «цементная» (в вышеупомянутом широком смысле) композиция или «система» состоит главным образом из следующих компонентов:

цемент (или цементирующая композиция или гидравлическое связующее вещество) + смешиваемая вода или смешиваемая водная композиция, которая обеспечивает застывание, но не создает затруднения для системы) + необязательно (как правило, инертный) зернистый и/или волокнистый наполнитель (наполнители) + инертный скелетный материал (материалы), такие как необязательно песок + необязательно инертный гравий (плюс необязательно хорошо известные добавки, которые не упомянуты подробно и не описываются полностью в настоящей заявке, такие как ускоряющие застывание вещества, замедляющие застывание вещества, воздухововлекающие вещества и т. д.) + прочие «обычные» добавки, предназначенные для выполнения конкретной задачи конечного пользователя.

Скелетные материалы, такие как песок, инертный гравий или «необработанные» скелетные материалы представляют собой известные материалы, которые настолько широко используются, что здесь их описание не требуется.

Исключительно для полного понимания, как обсуждается выше, настоящее изобретение также распространяется в равной степени на (описанные для простоты общим термином «цементные») композиции или «системы строительных растворов (которые аналогично описанному выше включают скелетный материал, такой как песок, но в них не содержится гравий) и бетонные композиции (такие же, как описано выше, но содержащие гравий и песок).

Термин «главным образом» здесь означает, что система может содержать некоторые примеси или следы добавок или вспомогательных веществ, которые не требуется упоминать в настоящей заявке, такие как воздухововлекающие вещества, ускоряющие вещества, замедляющие вещества и т. д.

«Смешиваемая вода» (или «вода») в настоящей патентной заявке означает простую смешиваемую воду или водные смешиваемые композиции, то есть главным образом воду, содержащую обычные добавки, которые обеспечивают нормальное застывание «цементных» композиций, не ухудшая другие свойства итоговой композиции, или только такие добавки, которые улучшают некоторые обычные свойства.

Термин «регулирующие добавки» распространяется на добавки или вспомогательные вещества и аналогичные обычные компоненты, которые известны специалисту в данной области техники, для которых использование, дозировка, функция и другие свойства известны специалисту в данной области техники и которые обычно используются, чтобы «тонко настраивать» или «регулировать» определенные желательные свойства, такие как продолжительность застывания, реологические свойства, в частности, пластифицирующие вещества и т. д., которые позволяют точно обеспечивать определенное конечное применение.

Что касается продолжительности застывания, специалист в данной области техники может рассмотреть стандарт DIN EN 196-3.

Во всей настоящей заявке и формуле изобретения термин «инертный» (или «не создающий затруднения для способа») означает материал, который не производит заметного (или незначительного) воздействия или затруднения для способа согласно настоящему изобретению, включая получаемые композиции, материалы и их приложения. Зная используемые ингредиенты, это сможет легко определить любой специалист в данной области техники.

Сухие, пластичные или текучие системы

Кроме того, известно, что цемент/гидравлические связующие вещества/цементирующие композиции, цементы, строительные растворы и бетонные композиции (для простоты, «цементы») можно в основном классифицировать следующим образом:

сухие системы, имеющие неудовлетворительное или низкое качество (отбор осуществляется при высокой вибрации и энергии).

Пластичные системы, имеющие среднее качество (отбор осуществляется при средней вибрации и энергии).

(Две перечисленные выше категории могут также называться «стандартные»)

Текучие системы, имеющие высокое качество или эффективность) (отбор осуществляется при низкой вибрации и энергии).

Исследование самопроизвольного выравнивания

Используется очень простое исследование для классификации систем, в котором применяется «исследование с перевернутым миниконусом», известное как «исследование самопроизвольного выравнивания» или «исследование расхода шаблона».

Данное исследование является хорошо известным и осуществляется согласно признанному стандарту EN 196-1; вышеупомянутый стандарт точно определяет подлежащее использованию смесительное или перемешивающее (также растирающее) устройство, скорость вращения, а также все и любые такие данные, которые могут оказаться полезными для воспроизведения исследования. Таким образом, здесь не требуются никакие дополнительные разъяснения или определения в целях ясности или воспроизводимости. Данное исследование описано ниже.

Как правило, содержащая цемент или строительный раствор или бетон «система» изготавливается посредством смешивания вышеупомянутых ингредиентов согласно обычной практике, которая далее описана более подробно, хотя данные технологические условия являются хорошо известными, а затем ее выливают, согласно условиям вышеупомянутого стандарта, в перевернутый конус, в дне которого имеются отверстия (соответствующие размеры также предусмотрены вышеупомянутого стандарта, равно как и все и любые полезные сведения для данного исследования).

Содержащая цемент или строительный раствор или бетон система, таким образом, втекает в вышеупомянутый конус и вытекает из него, в частности, через отверстие в его дне, а затем попадает на горизонтальную плиту, образуя «шаблон».

Если образуется «лепешка», которая неправильно называется «конус» (поскольку «конус» представляет собой устройство) и которая также известна как «сухая или пластичная форма» или «растекающийся конус» (то есть, по существу, результат растекания и выравнивания объема цементной композиции, которую выливают из используемого для исследования конуса на приемную поверхность; очевидно, диаметр будет представлять собой функцию таких параметров, как текучесть, в более общем смысле - реологические свойства и т. д., как известно); данный диаметр измеряется, и поведение исследуется визуально, например, чтобы определить клейкость и «густоту», а также текучесть и т. д.; последнее свойство, когда смесь «густая» или «клейкая» или «тестообразная» или «низкотекучая», означает, что присутствует «медленная» или «вязкая» смесь, то есть, в частности, если она «густая» или в наихудшем случае «сухая», с ней трудно работать.

Чем больше диаметр, тем более «текучей» является система. Для данной высокой консистенции, которая предусмотрена согласно настоящему изобретению, это представляет собой основное исследование, поскольку имеющие высокую консистенцию (или высокую концентрацию), содержащие CaCO3 цементные растворы по очевидным причинам часто являются менее текучими, чем имеющие низкую консистенцию композиции.

В зависимости от качества первоначального наполнителя, который используется в бетонной системе, в частности, его места изготовления, морфологии и т. д., получаемая в результате лепешка различается по диаметру, что показывает изменение текучести. Следует также обратить внимание на используемый «конус» (его размер и т. д.), от которого зависит получаемый диаметр. Все это хорошо известно специалисту в данной области техники и определяется стандартами.

В качестве примера рассмотрим GCC, который, как известно, используется полностью или почти без добавления смешиваемой воды и проявляет такие ценные свойства, в результате которых получается очень текучая неклейкая цементная или бетонная композиция. Такая композиция является в полной мере пригодной для использования как «технологичная» (то есть «высокоэффективная») бетонная композиция, которая выше называется «текучая».

Если, с другой стороны, известно, что выбранный наполнитель, в частности, наполнитель GCC абсорбирует или поглощает значительное количество воды или содержит некоторые примеси и т. д., то получаемая в результате композиция будет менее текучей и оказывается в некоторой степени клейкой. Конечный пользователь будет вынужден, помимо прочего, добавлять для исправления ситуации «регулирующее» вспомогательное вещество (и нести связанные с этим дополнительные расходы и риски вторичного воздействия на композицию в целом) и/или добавлять дополнительную воду (таким образом, ухудшая консистенцию и вызывая связанные с этим риски). Данные композиции будут использоваться как композиции среднего качества, выше называемые «пластичные».

На другом конце шкалы находится наполнитель, в частности, GCC, имеющий неудовлетворительное качество и образующий композицию, которая выходит из смеситель в форме клейкого гранулированного материала. Такой наполнитель используется только для сухих бетонных композиций, которые не составляют часть настоящего изобретения.

Такие же условия являются действительными с соответствующими изменениями, когда используется PCC или смесь GCC/PCC.

Данное исследование является совершенно достаточным, чтобы специалист в данной области техники смог оценить исходный GCC и/или PCC, а также конечную композицию.

Чтобы предоставить специалисту в данной области техники полезные указания и сведения о том, что означает «низкоэффективный», «среднеэффективный» и «высокоэффективный» наполнитель, авторы прилагают таблицу A, в которой представлены десять наполнителей A-K, имеющих разнообразное происхождение и морфологические параметры (которые предусмотрены для характеристики специалистом в данной области техники) и исследованных в отношении разнообразных свойств и качеств или имеющих недостатки, причем на каждой строке приведена классификация «низкоэффективный», «среднеэффективный» и «высокоэффективный».

Авторы также представляют таблицу A-bis, которая определяет временные интервалы, в течение которых смесь рассматривается как низкоэффективная, среднеэффективная или высокоэффективная, а также соответствующие сроки для исследования с использованием V-образной воронки.

Данная таблица A-bis представляют интервалы, в которых определяются низкоэффективные, среднеэффективные и высокоэффективные смеси. Используя интервалы от 30 до 120 секунд, от 10 до 30 секунд и от 0 до 10 секунд, специалист в данной области техники может легко определить, в какой части интервалов находится данная смесь, т. е. в пределах или за пределами, и соответственно каким образом ее требуется приспособить.

Влияние микронаполнителя на реологические свойства строительных растворов измеряли, используя растекание миниконуса и продолжительность протекания через V-образную воронку. Таблица A-bis представляет оценки эффективности микронаполнителей для бетона. В экспериментальной части описаны исследование LG16, а также растекание и продолжительность протекания и геометрия V-образной воронки.

В настоящей заявке цитируется стандарт NF EN-934-2, который определяет роль вспомогательных веществ. Следует также обратить внимание на NF EN 206-1, который, помимо прочего, также описывает прочность при сжатии через 28 суток, и стандарт EN 197-1:2000, определяющий «алюмосиликатные материалы» в разделах 5.2.3. и 5.2.7, а также стандарт EN 18-508, который определяет «ультрадисперсные материалы» в разделе 4.3.2.

Таблица A

Таблица A-bis

Используется 3 г или соответственно 4 г пластифицирующего вещества/суперпластификатора Premia 196™, который продает компания CHRYSO и который представляет собой товарный материал, называемый «модифицированный поликарбоксилат» и имеющий концентрацию 25,3% масс. (сухой остаток, измеряемый согласно стандарту EN 480-8) в расчете на сухую массу цемента.

«Низкоэффективный» материал является неудовлетворительным; такой материал также называется термином «сухой»; «высокоэффективный» материал означает «текучий» (очень хороший) материал, также называемый термином «технологичный»; а «среднеэффективный» материал представляет собой промежуточный или «пластичный» материал.

Низкоэффективные и среднеэффективные материалы необходимо модифицировать, чтобы получать высокоэффективные материалы, которые удовлетворяют современным требованиям конечного пользователя. Это представляет собой основную задачу настоящего изобретения.

Другая задача, которая представляет собой существенную техническую проблему, заключается в том, чтобы осуществлять модификацию наполнителя (наполнителей) без использования любых химических веществ для обработки.

В вышеупомянутой таблице A «+15% B», очевидно, означает добавление 15% материала B в изготавливаемую смесь или композицию, причем проценты означают процентное содержание сухого вещества по отношению к сухой массе смеси.

Аналогичным образом столбцы «3 г» и «4 г» означают, что добавляется 3 или соответственно 4 г вышеупомянутого суперпластификатора в расчете на сухую массу только цементного компонента.

«Млн лет» означает возраст горной породы в миллионах лет.

В данном введении к настоящей заявке четко отмечается потребность в содержащих цемент или строительный раствор или бетон системах или композициях, которые характеризуют повышенное содержание сухого материала (максимально возможное процентное содержание сухого материала), улучшенная текучесть (при которой получается высокая или относительно высокая скорость течения композиции, неклейкая «лепешка» или конус большого диаметра в описанном выше исследовании, в котором больший диаметр означает повышенную текучесть), и, вообще говоря, определенно улучшенная «технологичность» (технологичность представляет собой пригодность цементной или бетонной композиции для изготовления, переработки, обращения и использования в целях получения высокоэффективного или «технологичного» бетона) и значительно улучшенной «регулярности» свойств конечного материала, в частности, на уровне конечного пользователя.

Очевидно, некоторые из данных желательных свойств противоречат друг другу, и, например, следует ожидать, что высокое процентное содержание сухого материала приводит к неудовлетворительному поведению в исследовании текучести.

Техническая проблема (проблемы) для решения

Основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить способ, предназначенный, чтобы получать улучшенные «высокоэффективные» или «текучие» или «технологичные», содержащие цемент или строительный раствор или бетон системы или композиции (далее для простоты называются «цементы» или «цементные системы» или «цементные композиции»), которые отличают имеющий повышенное содержание сухого материала (максимально возможное процентное содержание сухого материала), улучшенная текучесть (то есть получается неклейкая (в более общем смысле проявляющая хорошую или превосходную эффективность в описанном выше «визуальном исследовании», представленном в таблице A) «лепешка» или «конус» большого диаметра в описанном выше исследовании, в котором больший диаметр означает повышенную текучесть), и, вообще говоря, определенно улучшенная «технологичность» (технологичность представляет собой пригодность цементной или бетонной композиции для изготовления, переработки, обращения и использования в целях получения высокоэффективных или «технологичных», содержащих цемент, строительный раствор или бетон композиций или систем), причем вышеупомянутые «цементы»:

- используются как низкоэффективный или среднеэффективный (или стандартный) наполнитель (наполнители) на основе карбоната;

- модифицируются для получения уровня высокой эффективности или текучести посредством обработки, по меньшей мере, одним ультрадисперсным материалом.

Конкретная техническая проблема, которую решает настоящее изобретение, заключается в том, чтобы исключалась любая химическая «обработка», а вместо этого обеспечивалась модификация, в которой используется чисто «минеральное решение».

Данный способ осуществляется, как правило, в присутствии небольшого количества пластифицирующего вещества, которое составляет от 3 до 4 г, в том числе от 3,4 до 3,7 г и предпочтительно 3,5 г пластифицирующего вещества в расчете на сухую массу по отношению к 100 г суммарной массе цементной композиции.

В исследовании самопроизвольного выравнивания требуется диаметр конуса, составляющий как минимум 350-380-420 мм, предпочтительно 420 мм или наиболее предпочтительно более чем 420 мм, с которым сочетается надлежащий результат визуального исследования, то есть отсутствие клейкости и т. д. (см. приведенную выше таблицу A); в «визуальном исследовании» поведение «лепешки» или «растекание конуса» должны характеризовать обоснованно высокая скорость течения, отсутствие клейкости, тестообразности или сухости, высвобождение минимально возможного количества воды, а также отсутствие высвобождения газов. Важно отметить, что данные материалы должны соответствовать этим двум критериям, чтобы выполнялись требования конечных пользователей.

В некоторых случаях может оказаться приемлемым диаметр конуса, составляющий приблизительно от 300 до 350 мм интервал, если наполнитель испытывает особенно «затруднение» в модификации и если это позволяет осуществлять чисто минеральное решение. Специалисту в данной области техники известен способ разрешения таких проблем.

Следующая характеристика, которая не существует в предшествующем уровне техники, хотя она является весьма востребованным в промышленности, представляет собой «регулярность» свойств конечных систем.

Неожиданно было обнаружено, что данное множество задач согласно настоящему изобретению можно решить, если обрабатывать «низкоэффективный/среднеэффективный/стандартный наполнитель (наполнители)» на основе карбоната, используя определенный «чисто минеральный» способ, как описано ниже, и при этом получается весьма выразительный технический эффект.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение предлагает, в первую очередь, способ изготовления определенных выше высокоэффективных, содержащих «цемент» или «строительный раствор» или «бетон» композиций или систем (которые для простоты далее называются «цементные» композиции или системы или просто «цементы») общеизвестного типа согласно определению, приведенному выше, в которых содержится, по меньшей мере, один крупнодисперсный наполнитель на основе карбоната, согласно определению, которое приведено выше, причем данный способ отличается тем, что он включает, по меньшей мере, одну стадию, где вышеупомянутый крупнодисперсный наполнитель (наполнители) на основе карбоната обрабатывают эффективным для обработки количеством, по меньшей мере, одного вещества для обработки, представляющего собой или содержащего частицы ультрадисперсного наполнителя (наполнителей).

Вышеупомянутая стадия обработки может сочетаться известным образом с несколькими введениями обычных инертных добавок, которые известны в технике.

Данный способ осуществляется, как правило, когда присутствует в небольшом количестве «донное» пластифицирующее вещество.

Стадия обработки ультрадисперсным материалом может быть фракционированной, хотя это не является предпочтительным (по практическим соображениям, вследствие характера имеющегося на месте оборудования и т. д.). Подробное описание представлено ниже.

«Ультрадисперсные частицы» или проще «ультрадисперсные материалы», которые можно использовать согласно настоящему изобретению, могут определять:

- значение d50, составляющее от приблизительно 1 мкм до приблизительно 5 или 6 мкм, предпочтительно от 1 до 3 мкм и предпочтительнее приблизительно 2-3 мкм, как правило, менее чем 5 мкм, и

- высокая удельная поверхность, как правило, определяемая как удельная поверхность по Блейну и составляющая более чем 1000 м²/кг, предпочтительно более чем 1500 м²/кг и предпочтительнее вплоть до 2000 м²/кг.

Что касается стандартов в отношении добавок CaCO3 («известковые добавки») в цемент, можно рассмотреть стандарт NF P 18-508 (2012-01), п. 4.3.1 (удельная поверхность по Блейну, и стандарт NF EN 196-6) п. 4.3.2, который определяет «высокодисперсные добавки», у которых, в частности, значение d50 составляет менее чем 5 мкм, причем анализ, в котором используется метиленовый синий, предусматривает стандарт NF EN 13639), п. 4.2.6., а также существуют и другие, представляющие интерес определения.

Достаточно представительные примеры таких пригодных для использования ультрадисперсных материалов включают:

- тонкодисперсный диоксид кремния (d50 составляет от 1 до 2 мкм), такие как Condensil S 95 D (d50 составляет 1,2 мкм, удельная поверхность по Блейну составляет более чем 1500 м²/кг, удельная поверхность по методу BET, измеряемая с использованием азота согласно стандарту ISO 9277) составляет 16 м²/г,

- метакаолин, то есть прокаленный каолин (d50 составляет от 3 до 5-6 мкм), такой как Premix MK™ (d50 составляет 3 мкм, удельная поверхность по Блейну составляет 3,8 м²/г),

- мел (d50 составляет от 1 до 5 мкм),

- кальцит (d50 со