Способ изготовления цемента, строительных растворов, бетонных композиций, содержащих наполнитель на основе карбоната кальция, содержащий кремнийорганическое вещество, причем вышеупомянутый "смешанный наполнитель" обработан суперпластификатором, получаемые цементные композиции и цементные материалы и их применения

Способ изготовления цемента, строительных растворов, бетонных композиций, содержащих наполнитель на основе карбоната кальция, содержащий кремнийорганическое вещество, причем вышеупомянутый "смешанный наполнитель" обработан суперпластификатором, получаемые цементные 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, типы композиций (или «систем»), содержащих цемент/гидравлические связующие вещества, строительные растворы, бетон, содержащий, по меньшей мере, один зернистый минерал типа карбоната кальция в качестве наполнителя и их применения, а также соответствующий цемент, строительный раствор, бетонные материалы или элементы, причем вышеупомянутый наполнитель содержит, по меньшей мере, один наполнитель на основе карбоната, который заменяет, по меньшей мере, частично, по меньшей мере, одно кремнийорганическое вещество, образуя «смешанный наполнитель», который затем обрабатывают суперпластификатором.

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

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), наполнитель (наполнители), разнообразные необязательные и обычные добавки, такие как воздухововлекающие вещества, замедляющие застывание вещества, ускоряющие застывание вещества и т.п., а также любые такие обычные добавки, которые хорошо известны специалисту в данной области техники.

Система строительного раствора дополнительно содержит инертный скелетный материал, как правило, песок.

Кроме того, бетонная система дополнительно содержит гравий.

Вышеизложенные факты являются совершенно очевидными и общеизвестными.

Определение

Цементные системы или композиции или цементные растворы: по соображениям простоты, а также потому, что настоящее изобретение относится к использованию добавок, предназначенных для улучшения свойств любой из трех данных систем, термины «цементные системы» (или «композиции», или «цементные растворы», или «цемент») будут использоваться далее для обозначения любого из вышеупомянутых основных типов композиций или «систем», которые представляют собой цемент, цементирующее вещество, гидравлическое связующее вещество, строительный раствор или бетонные композиции или системы. 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» или «цементы», она также распространяется, с соответствующими изменениями, на любые другие типы систем, в частности, на строительные растворы и бетоны. Единственное различие между вышеупомянутыми основными типами «композиций» (которые эквивалентно называются «системы») представляет собой присутствие или отсутствие песка и/или гравия.

В таких композициях часто используют пластифицирующее вещество (вещества).

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, используя «обезвоживающие добавки» (Chryso Premia 196™), и получения «цементных» композиций, имеющих «более плотную структуру» после застывания.

Возникающие проблемы представляют собой: влияние электролитов, которые уменьшают пластифицирующий эффект и заставляют увеличивать количество пластифицирующего вещества (что увеличивает стоимость), а также в случае «цемента» обязательное отсутствие отрицательного воздействия на характеристики застывания цементной композиции и ее конечные свойства.

Некоторые хорошо известные пластифицирующие вещества представляют собой суперпластификаторы или пластификаторы.

В данной области являются актуальными европейский патент № 0663892 компании CHRYSO, а также французский патент № 2815627, французский патент № 2815629 и международная патентная заявка WO 2008/107790, которые также описывают интересный суперпластификатор.

Некоторые известные пластифицирующие вещества 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.

Вышеупомянутые вещества незначительно увеличивают продолжительность застывания цементных композиций, но они обладают высокой чувствительностью к электролитам, когда рассматривается их «активность». Их также можно получать в низких концентрациях, составляющих, как правило, не более чем приблизительно 40% в расчете на сухую массу, поскольку любое увеличение концентрации, в свою очередь, увеличивает их вязкость до недопустимых уровней.

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

Кроме того, известно добавление наполнителя (наполнителей) в цемент, гидравлические связующие вещества, цементирующее вещество или бетон или композиции или «системы» строительных растворов.

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)).

Наконец, европейская патентная заявка № 100088038 описывает обработку наполнителя (наполнителей) на основе карбоната кальция (см. приведенное ниже определение) определенными суперпластификаторами, с которыми необязательно смешивают определенные пластификаторы и необязательно пластифицирующие вещества, чтобы осуществить модификацию «низкоэффективных» или «сухих» (или «стандартных») «цементных систем» (непригодных для использования в современной промышленности, как разъясняется подробно в вышеупомянутой заявке и ниже для полноты), получая, по меньшей мере, «пластичные» и наиболее предпочтительно «текучие» «цементные системы», которые могут использоваться, обладая большими преимуществами в современной промышленности.

Суперпластификаторы и, в частности, материалы A и B описаны в международной патентной заявке WO 2004/041882, и, в частности, в отношении полимеров, описанных в примерах.

Определение

Наполнитель (наполнители) на основе карбоната кальция: в настоящей заявке вышеупомянутый 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 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 соответствует вышеупомянутым процентным критериям;

- PCC, который представляет собой осажденный карбонат кальция, имеющий тонкодисперсные или ультрадисперсные гранулометрические характеристики, в том числе, но не ограничиваясь этим, значение d50, составляющее 1,52 мкм, и существует в разнообразных, хорошо известных формах, которые определяет хорошо известный способ осаждения/изготовления; или

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

- Удельная поверхность по Блейну (Blaine), 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 будет видно ниже, значениям d50 в интервале 1-5-6 мкм соответствуют наполнители, отличающиеся удельной поверхностью по Блейну, которая составляет более чем приблизительно 1000 м2/г, и ультрадисперсные наполнители; области значений d50, превышающих 6 мкм, соответствуют крупнодисперсные и более крупнодисперсные наполнители, которые далее называется «наполнители».

В настоящей заявке, когда рассматриваются ультрадисперсные наполнители, будет использоваться термин «ультрадисперсные наполнители».

В настоящей заявке вышеупомянутый наполнитель (наполнители) на основе карбоната могут представлять собой:

- ультрадисперсный наполнитель (наполнители) (см. приведенное ниже определение) и/или

- крупнодисперсный или более крупнодисперсный наполнитель (наполнители) (содержащий карбонат кальция типа, как определено выше).

Определение

В настоящей заявке «алюмосиликатный материал» представляет собой материал или смесь материалов, которые составляют главным образом кремнеземистый материал (материалы) и/или глиноземистый материал (материалы). Термин «главным образом» означает, что вышеупомянутые материалы могут содержат только в незначительном количестве неалюмосиликатные материалы, такие как примеси и т. д., в результате промышленного производства, что является хорошо известным специалисту в данной области техники.

В качестве таких материалов предпочтительно выбирают оксиды алюминия, такие как разнообразные формы Al₂O₃, тонкодисперсные диоксиды кремния (SF), такие как разнообразные формы SiO₂ или тонкодисперсного SiO₂, прокаленный каолин или «метакаолин» (MK), пуццолановые материалы (которые использует цементная промышленность), такие как доменные печные шлаки (см. стандарт EN-197-1), ультрадисперсные силикатные материалы из промышленных источников и т.д. и предпочтительно, вообще говоря, смеси Al₂O3 и SiO₂.

Неограничительные примеры представляют собой:

- Sifraco™ C800, содержащий 98% SiO₂ и незначительное количество (0,71%) Al₂O₃, а также следы CaO и MgO (это представляет собой приведенный выше термин «главным образом»); удельная поверхность частиц составляет 7,49 м²/г (данное измерение поверхности осуществляли, поскольку частицы являются чрезмерно мелкими для измерения удельной поверхности по Блейну); d50 (медианный диаметр) составляет 1,86 мкм.

- Condensil™ S95 D представляет собой тонкодисперсный диоксид кремния, получаемый в процессе производства кремния, у которого значение d50 составляет 1,2 мкм, удельная поверхность по Блейну составляет более чем 1600 м²/кг и удельная поверхность по методу BET (которая измеряется с использованием азота согласно стандарту ISO 9277) составляет 16 м²/г.

- Pieri™ (Grace™) Premix MK представляет собой метакаолин, у которого значение d50 составляет 3 мкм и удельная поверхность по Блейну составляет 3,8 м²/г, поскольку частицы чрезмерно мелкие для метода BET.

- Hauri™ Phonolit имеет значение d50, составляющее 14 мкм и удельная поверхность по методу BET составляет 6,12 м²/г.

«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),

- метакаолин, то есть прокаленный каолин (d50 составляет от 3 до 5-6 мкм),

- мел (d50 составляет от 1 до 5 мкм),

- кальцит (d50 составляет приблизительно 1 мкм),

- Millicarb™, белый известняк (d50 составляет приблизительно 3 мкм),

- мрамор (d50 составляет приблизительно от 1 до 5-6 мкм),

- Durcal 1 или 2 (d50 составляет соответственно 1 и 2 мкм),

- Etiquette Violette (EV) (d50 составляет приблизительно 2,4 мкм),

- доменные печные шлаки (d50 составляет 2,5 мкм, удельная поверхность по Блейну составляет 2,7 м2/г, что чрезмерно мало для метода BET).

Предпочтительные ультрадисперсные материалы для использования согласно настоящему изобретению представляют собой: EV™, тонкодисперсный диоксид кремния SF, Condensil S95, метакаолин MK, в частности, Premix MK, Betocarb SL™ 1 или 2, а также их смеси.

Модифицированный карбонат кальция (MCC) (имеющий, например, значение d50, составляющее 2,29 мкм), который описан в патенте США № 6666953, и ультрадисперсный PCC (в частности, d50 составляет 1,52 мкм) могут также использоваться в качестве ультрадисперсного материала (материалов).

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.

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

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.

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.

Во всей настоящей заявке и формуле изобретения термин «инертный» 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.

Таким образом, предложенные на предшествующем уровне техники до настоящего времени «цементные» (в широком смысле, согласно приведенному выше определению) системы составляют в основном:

цемент (или гидравлические связующие вещества или цементирующие композиции) + смешиваемая вода (или смешиваемые водные композиции, не создающие затруднения для системы) + необязательно скелетный материал (материалы), такие как песок + необязательно гравий + наполнитель (наполнители) + «обычные» добавки.

Кроме того, известно, что цемент/гидравлические связующие вещества/цементирующие композиции, цементы, строительные растворы и бетонные композиции 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).

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.

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 представляет 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.

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» означает, 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.

«Исследование с метиленовым синим» означает исследование чистоты материала.

Европейские патентные заявки, которые поданы от имени того же заявителя в один день с настоящей заявкой, описывают более подробно технические решения, направленные на модификацию низкоэффективных или среднеэффективных наполнителей до уровня высокоэффективных или текучих наполнителей.

Техническая проблема

Существует постоянная 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 образуется 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.

Заявляется, что основная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы разработать новые промышленные материалы и создать способ, предназначенный для обеспечения улучшенных свойств механической прочности на ранних сроках, то есть в течение короткого срока, составляющего 7 суток, или на протяжении длительных сроков, составляющих, например, от 28 до 90 суток.

Сущность изобретения

Использование описанного выше алюмосиликатного материала в качестве наполнителя для цементной композиции является известным на теоретической основе. Однако специалисту в данной области техники известно, прежде всего, что, когда эти наполнители имеют содержание, составляющее более чем 5% сухой массы цементной композиции, оказывается обязательным увеличение содержания смешиваемой воды и увеличение пропорции уменьшающего потребность в воде пластифицирующего вещества, такого как CHRYSO Premia 196™; в противном случае, вследствие малого размера частиц вязкость цементной композиции увеличивается, и цементная композиция становится нетехнологичной. Следует напомнить, что вязкость должна на практике оставаться на уровне ниже 800 сП. Для достижения или сохранения такой низкой вязкости потребовалось бы введение пластифицирующего вещества в чрезмерно высокой пропорции, вплоть до уровня несовместимости между цементом и пластифицирующим веществом.

Было обнаружено, что, согласно настоящему изобретению, теперь становится возможным преодоление этих проблем и достижение высоких значений механической прочности, в частности, через 7 суток и, в частности, через 28 суток и 90 суток посредством изготовления нового промышленного материала, отличающегося тем, что:

a) в нем содержатся, по меньшей мере, «наполнитель» на основе карбоната и, по меньшей мере, алюмосиликатный материал, согласно приведенному выше определению, которые составляют «смешанный наполнитель»;

b) вышеупомянутый «смешанный наполнитель» подвергается обработке, по меньшей мере, суперпластификатором типа полиэфиркарбоксилата.

Следует понимать, что часть обычного наполнителя (наполнителей) на основе карбоната заменяется алюмосиликатным материалом.

Вышеупомянутый наполнитель (наполнители) на основе карбоната представляет собой или содержит, по меньшей мере, крупнодисперсный наполнитель на основе карбоната (который определен выше), такой как GCC (крупнодисперсный) и/или PCC (как правило, тонкодисперсный или ультрадисперсный) и/или, по меньшей мере, ультрадисперсный материал.

Ультрадисперсные материалы, как правило, представляют собой «высокоэффективные» наполнители.

Крупнодисперсные наполнители на основе карбонатов могут представлять собой «низкоэффективные, среднеэффективные или высокоэффективные» наполнители.

Согласно настоящему изобретению, могут быть использованы низкоэффективные или среднеэффективные или высокоэффективные наполнители на основе карбонатов. Если наполнитель на основе карбоната или наполнитель (наполнители) являются низкоэффективными или среднеэффективными, они в основном остаются низкоэффективными или среднеэффективными. Если они являются высокоэффективными, они будут оставаться высокоэффективными вследствие сочетания с суперпластификатором.

Настоящее изобретение предлагает, в первую очередь:

- способ изготовления определенных выше содержащих цемент/строительный раствор/бетон композиций или систем (которые для простоты далее называются «цементные» композиции или системы), которые относятся к общеизвестному типу, согласно определению, которое приведено выше, и содержат, по меньшей мере, наполнитель на основе карбоната, причем данный способ отличается тем, что он включает, по меньшей мере, одну стадию, где вышеупомянутый, по меньшей мере, один наполнитель на основе карбоната смешивается, по меньшей мере, с одним алюмосиликатным материалом, согласно определению, которое приведено выше, и получаемый «смешанный наполнитель» обрабатывают эффективным для обработки количеством, по меньшей мере, одного вещества для обработки, представляющий собой или содержащий суперпластификатор (суперпластификаторы).

Считается, что при обработке, по меньшей мере, суперпластификатором обрабатывается только содержащая карбонат (карбонаты) кальция часть наполнителя (наполнителей), но, например, не алюмосиликатный материал, другие зернистые или волокнистые наполнители, если они присутствуют, поскольку они считаются инертными в данном процессе.

Термин «содержащий или представляющий собой» означает, что наполнители могут содержать карбонат (карбонаты) кальция, которые частично заменяет упомянутый, по меньшей мере, алюмосиликатный материал, причем вышеупомянутый смешанный наполнитель необязательно смешивается с не вызывающими затруднений наполнителями, и что вещество (вещества) для обработки могут представлять собой только суперпластификатор (суперпластификаторы) или смеси, содержащие суперпластификатор (суперпластификаторы) и не создающий затруднения пластификатор (пластификатор) (как определено ниже) и/или обычные инертные добавки, такие как обычно используемое «донное» пластифицирующее вещество.

Термины «эффективное для обработки количество» или «эффективное поверхностное покрытие частиц или зерен наполнителей» или «эффективно обработанный» в настоящей заявке означает, что, по меньшей мере, 50%, предпочтительно, по меньшей мере, 60% или предпочтительнее, по меньшей мере, 80% или 90% или предпочтительнее ближе к 100% поверхности частиц наполнителя (наполнителей) на основе карбонатов подвергается физико-химическому взаимодействию с суперпластификатором (суперпластификаторами). Это физико-химическое взаимодействие оставалось не в полной мере понятным по состоянию на дату настоящей заявки, только эффекты и результаты соответствующим образом определены и коррелированы по отношению к суперпластификатору (суперпластификаторам) для обработки, но без ограничения какой-либо теорией заявитель полагает, что вышеупомянутое взаимодействие или «обработка» представляет собой поверхностную обработку или «покрывающую поверхность» обработку, которая включает ионные, физические, механические и/или химические виды обработки и осуществляется посредством вышеупомянутого взаимодействия (взаимодействий). Данное эффективное для обработки количество должно, таким образом, быть достаточно важным, чтобы обрабатывать вышеупомянутую процентную долю поверхности частиц, как будет ниже разъяснено и описано более подробно.

Термин «покрывающий поверхность» означает, что суперпластификаторы, как предполагает заявитель, не ограничиваясь теорией, принимают участие во взаимодействиях потенциалов электрических зарядов с ионными зарядами поверхности наполнителей, которые способствуют фиксации суперпластификатора на самой поверхности и/или близко вокруг нее, и, таким образом, уменьшается «доступная» поверхность частиц, не имеющих насыщения поверхности зерен посредством вышеупомянутой обработки.

Термин «содержащий» в настоящей заявке означает, что вещество для обработки могут составлять только суперпластификатор (суперпластификаторы) (один или несколько смешанных вместе, предпочтительно один) или смеси суперпластификатора (суперпластификаторов), не проявляющих взаимного отрицательного воздействия (то есть не способных в значительной степени ухудшать вышеупомянутую «обработку»), в которых содержится масса или пропорция известного пластификатора (пластификаторов) для цели сокращения стоимости, как ниже разъясняется более подробно.

Варианты осуществления способа

1. Согласно наилучшему варианту осуществления настоящего изобретения, по определению в настоящее время, вышеупомянутый смешанный наполнитель эффективно обрабатывают суперпластификатором (суперпластификаторами) перед введением в перемешивающее или смесительное устройство («предварительная обработка» также называется «первоначальная»), например, используя внешнее лабораторное смесительное оборудование; в промышленном масштабе такая предварительная обработка может осуществляться в промышленном устройстве, таком как смеситель Lödige или любое другое промышленное перемешивающее или смесительное оборудование, известное в технике.

2. Согласно менее предпочтительному варианту осуществления, вышеупомянутый смешанный наполнитель обрабатывают суперпластификатором (суперпластификаторами) после введения в перемешивающее или смесительное устройство («внутренняя обработка»). В таком случае вышеупомянутый смешанный наполнитель эффективно обрабатывают суперпластификатором (суперпластификаторами) после введения в перемешивающее или смесительное устройство («внутренняя обработка»), используя смешанный наполнитель, и эффективное для обработки количество суперпластифицирующего вещества (веществ) для обработки вводят в перемешивающее или смесительное устройство одновременно или таким образом, что смешанный наполнитель и эффективное количество суперпластифицирующего вещества (веществ) для обработки вводятся отдельно, но очень близко по месту и времени.

3. Согласно следующему варианту осуществления, вышеупомянутый смешанный наполнитель эффективно обрабатывают суперпластификатором (суперпластификаторами) частично перед введением в перемешивающее или смесительное устройство («частичная предварительная обработка») (например, используя хорошо известное оборудование Lödige) и частично после введения в предварительно обработанном состоянии в вышеупомянутое смесительное или перемешивающее устройство, причем в сумме две частичные обработки суперпластификатором (суперпластификаторами) являются «эффективными» в отношении обработки, поверхностного покрытия и т. д., согласно приведенному выше определению («смешанная обработка»), причем вторую часть или количество суперпластифицирующего вещества (веществ) для обработки вводят в перемешивающее или смесительное устройство одновременно с предварительно обработанным смешанным наполнителем или таким образом, что предварительно обработанный смешанный наполнитель и вторая часть суперпластифицирующего вещества (веществ) для обработки вводятся отдельно, но очень близко по месту и времени.

Когда смешанный наполнитель подлежит обработке, по меньшей мере частично внутри перемешивающего или смесительного устройства («смешанная обраб