專利名稱：混凝土組合物的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種混凝土組合物，更詳細地說涉及一種具有高流動性和填充性的混凝土組合物，并且由該組合物可以在不采用振動密實的條件下制成具有高質量和耐久性以及極好的抗凍融性的混凝土結構。
通常情況下，混凝土組合物是通過將水泥和水，以及(如果需要)引氣劑、減水劑等加入骨料如礫石或砂子并通過攪拌混合該混合物制備的。在使用具有這種組份的混凝土組合物制造混凝土結構、特別是復雜的結構時，為了進行充分的灌筑和使混凝土組合物密實必然使用振搗器或搗棒以便讓混凝土組合物充滿結構的所有角落。然而，在目前，由于非常缺乏有經驗的工人、消除或減少體力勞動等因素的影響，使我們難以完成充分的灌筑和混凝土組合物的密實。
有一種混凝土組合物的應用正在不斷增加，該組合物具有改進的流動性并且是通過在混凝土組合物中增加單位水量或加入超塑化劑或減水劑制備的，以便改進施工取消澆注和密實步驟。但是，在如上所述的改進混凝土組合物流動性的情況下，容易發生材料分離(骨料和水泥漿分離和/或骨料下沉)，使該混凝土組合物制成的結構的質量如均勻性受到影響。在該混凝土組合物中也容易發生泌水，并且泌出的水集中在骨料、鋼筋等的下部區域。水借助泌水通路從外部出入并使鋼筋生銹，從而降低該混凝土結構的耐久性。
因此，人們非常希望研制一種混凝土組合物，由該組合物可以制成高質量和耐久性好的混凝土結構而不受工人技術水平和/或所采用的工藝的影響，現在，已經有人使用含有水溶性聚合物的粘度改進劑研制成了多種具有良好配合的流動性和抗材料分離性的混凝土組合物，該組合物的灌筑在不采用振動密實的條件下完成。
這種混凝土組合物的一個實例是本發明的發明人研制的一種混凝土組合物(日本公開公報平3-45544(45544/1991)。該混凝土組合物含有一種纖維素或丙烯酸類的粘度改進劑和超塑化劑，并且具有45-80cm坍落度，因此具有較高的流動性和抗材料分離性，可以在不進行振動密實條件下充分地實現密實灌筑。由于該粘度改進劑可以增加混凝土組合物中的空氣含量、降低混凝土結構的強度(這是由于上述類型的粘度改進劑的發泡特性所引起的)，所以該混凝土組合物還含有一種消泡劑，以破壞由粘度改進劑形成的較大氣泡，同時還含有一種能形成較小氣泡的引氣劑。總的來說，結果是3-6%體積的空氣以盡可能小的氣泡的形式被引入混凝土組合物，由于這些空氣的存在硬化混凝土的抗凍融性得到改善。
現在，我們已經研究發現，含有消泡劑上述混凝土組合物存在以下缺點如表1所見，由本發明的發明人所進行的上述混凝土組合物實驗的結果表明，消泡劑的作用持續一段時間以致剛剛制備好的混凝土組合物中的空氣含量與硬化后的該混凝土組合物中的空氣含量完全不同。因此，很難將硬化混凝土中所含的空氣含量精確地調至能滿足抗凍融性的特選空氣含量范圍，即3-6%(體積)。
表1常規混凝土中的空氣含量與抗凍融性能之間的關系
＊1)所含的粘度改進劑甲基纖維素(以水為基準，0.3重量%)所含的消泡劑極性有機組合物(以水為基準0.03～0.05重量%)可以從表2看出，該表2表示本發明者進行的另一實驗結果，消泡劑甚至破壞由引氣劑生成的小氣泡，并在改進混凝土結構的抗凍融性方面具有壞影響。
從表2可以發現，由上述具有高流動性的、含有粘度改進劑和消泡劑的混凝土組合物制造的混凝土結構，與那些常規的，即不含粘度改進劑也不含消泡劑的混凝土組合物制造的混凝土結構相比(即使這些結構具有類似的空氣含量)，該發明具有較小的氣泡比表面積和較大的氣泡間隔系數，這是因為消泡劑甚至破壞由引氣劑生成的小氣泡。
作為對上述情況進行研究的結果，本發明者發現通過使用特定量的具有特定性能的纖維素類的粘度改進劑和/或具有特定性能的丙烯酸類粘度改進劑，就能夠避免上述缺點。
本發明的一個目的是基本上排除現有技術中存在的這些缺陷或缺點，并提供一種具有較好的流動性和抗材料分離性的混凝土組合物，并由此能夠制造具有優異的抗凍融性的混凝土結構。
本發明的另一個目的在于，按照本發明通過提供一種混凝土組合物，該組合物含有水泥，水，骨料，至少一種選自減水劑，引氣劑，引氣減水劑和超塑化劑的外加劑，以及至少一種粘度改進劑，該粘度改進劑包括具有低泡特性的纖維素類粘度改進劑，該粘度改進劑在1%水溶液中所顯示的粘度為100～10，000厘泊，作為一種纖維素類粘度改進劑和低粘度的丙烯酸類粘度改進劑，該粘度改性劑在4%鹽水溶液中濃度為0.5%時所顯示的粘度為5-100厘泊，作為一種丙烯酸類粘度改進劑，粘度改進劑的總量為0.02-0.5%(重量)(以水泥為基)并具有好的流動性和抗材料分離性。
根據本發明，由于使用了特定量的特定粘度改進劑，能夠預防混凝土組合物中引入過量空氣，并且不損害需要的流動性和抗材料分離性，因此，可以不使用任何消泡劑。
在附圖中
圖1為一種用于測量流動性的L-型裝置，表示填充樣品之后的狀態;
圖2為一種用于測量流動性的L-型裝置，表示拉出隔板之后的狀態;
圖3為一種用于測量填充特性的箱式裝置，表示填充樣品之后的狀態;
圖4為一種用于測量填充特性的箱式裝置，表示填充樣品之后的狀態;
本發明的要點在于，容易并可靠地使硬化后的混凝土組合物中含有3-6%(體積)的空氣(以硬化的混凝土組合物為基)，該空氣含量是改善混凝土結構的抗凍融性所需要的，制造該結構的混凝土組合物含有粘度改進劑和至少一種減水劑，引氣減水劑，超塑化劑和引氣劑，不含任何消泡劑，但含有特定量的具有低泡特性，顯示特定粘度的纖維素類粘度改進劑和/或具有在特定量時顯示特定粘度的、低粘度丙烯酸類粘度改進劑(如上所述)，以保證足夠好的流動性和抗材料分離性。
在水溶液中和比例為1%時具有低泡沫性能的纖維素類粘度改進劑的粘度(簡化為纖維素類粘度改進劑的粘度)，以及在4%鹽水溶液中的比例為0.5%時具有低粘度的丙烯酸類粘度改進劑(簡化為丙烯酸類粘度改進劑粘度)的粘度，是用布魯克氏(Brookfield)粘度計測定。
纖維素類粘度改進劑的粘度為100至10，000厘泊(cp)，較好的是500至6，000厘泊，而特別好的是700～5，000厘泊。如果粘度小于100厘泊，不能達到抑制骨料沉降所需要的粘度，如果粘度大于10000，該粘度改進劑具有太高的發泡性能因此需要控制空氣含量的消泡劑。因此，在本發明中粘度被定義在100至10000厘泊范圍。
用于本發明的纖維素類粘度改進劑含有羥乙基纖維素，羥乙基甲基纖維素和/或羥乙基乙基纖維素，而較好的是具有較低的泡沫性能的羥乙基纖維素。
具有低泡沫性能的羥乙基纖維素，其在水溶液中的比例為1%時所顯示的粘度為100至10000厘泊，較好的是在水溶液中的比例為0.2%時所顯示的表面張力為58至68達因/厘米。由于表面張力越大則泡沫特性越低，所以最好是使用具有大表面張力的羥乙基纖維素。具有低泡沫特性的羥乙基纖維素，在水溶液中的比例為1%時其粘度為100至10000厘泊，最好具有1.5-4.0羥乙基摩爾取代(MS)，其意思是，取代每單位葡萄糖的環氧乙烷的摩爾數，因為羥乙基取代摩爾數小于1.5的羥乙基纖維素為劣溶性，而大于4.0的難以找到。
丙烯酸類粘度改進劑的粘度為5至100厘泊，比較好的是20至50厘泊。如果粘度小于5厘泊時，不能達到抑制骨料沉降所需要的粘度，如果粘度大于100厘泊時，該粘度改進劑具有太高的泡沫特性，因此，在本發明中粘度范圍被規定在5至100厘泊。
用于本發明的丙烯酸類粘度改進劑含有聚丙烯酰胺，聚甲基丙烯酰胺或者是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺與丙烯酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸或2-丙烯酰氨基丙磺酸的共聚物，優選含有一種丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺與磺烷基丙烯酰胺的共聚物，該共聚物含有2摩爾%或更多的磺烷基丙烯酰胺單體(以丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺單體為基)，因為該共聚物易于分散，所以可以進一步降低每單位體積混凝土中的水含量。
這些粘度改進劑中的每一種都可以被單獨使用、或者以兩種或兩種以上的混合物的形式使用。
纖維素類和丙烯酸類粘度改進劑可以一起使用。在這種情況下，纖維素類與丙烯酸類的比例優選在1∶1至5∶1之間。
這些粘度改進劑用于確保混凝土組合物的足夠的流動性和抗材料分離性，以及以細小形式將空氣引入組合物。如果粘度改進劑的加入量小于0.02%(重量)(以水泥為基)，獲得的粘度不夠，因此不能獲得足夠的抗骨料分離性。如果加入量超過0.5%(重量)，過量的空氣被引入或者粘度太高以至于不能獲得足夠的流動性并使和易性降低。因此，在本發明中粘度改進劑的加入量被確定在0.02至0.5%(重量)。以水為基，粘度改進劑的加入量為0.1至1.0%(重量)，優選0.15至0.5%(重量)。例如，在水泥量為300kg/m3、水量為180kg/m3的情況下，粘度改進劑的加入量為0.02至0.5%(重量)(以水泥為基)，相當于以水為基，粘度改進劑的加入量為0.033至0.833%(重量)。粘度改進劑的加入量取決于水泥和水的量。在水泥量多或水量少的情況下，粘度改進劑的加入量為上述范圍內的較低值。
減水劑可以用于減少用水量，并改進和易性，它含有多元醇配合物，木素磺酸化合物和/或羥基羧酸鹽。混凝土組合物中所含的減水劑量通常為0.1至2.5%(重量)，優選0.2至0.5%(重量)，均以水泥為基準。
一種引氣減水劑，可用于以細小氣泡形式引入空氣，并減少用水量。它含有木素磺酸化合物，多元醇配合物和/或羥基羧酸鹽。在混凝土組合物中所含的引氣減水劑，通常為0.1至1.5%(重量)(以水泥為基)，優選0.2至0.5%(重量)。
可以使用的超塑化劑含有三嗪類高縮聚化合物、密胺磺酸鹽/甲醛縮合物系或聚羧酸鹽系的衍生物，木素磺酸鹽系的改性化合物、芳族氨基磺酸系的聚合物和/或萘磺酸鹽/甲醛縮合物系的化合物，優選含有三嗪類高縮聚化合物。在混凝土組合物中所含有的超塑化劑量通常為以水泥為基1至5%(重量)，優選1.5至3%(重量)。
在減水劑、引氣減水劑和超塑化劑中，超塑化劑為特別優選使用的。
引氣劑具有使引入的空氣變細的功能，并含有在常規混凝土中使用的天然樹脂酸類和/或表面活性劑類，例如烷基烯丙基磺酸化合物類的陰離子表面活性劑，天然樹脂酸鹽和/硫酸鹽類非離子型陰離子表面活性劑。通式Ⅰ的一種脂肪酸皂類、陰離子表面活性劑RCOONaⅠ，或通式Ⅱ的樹脂酸皂類表面活性劑
如Vinsol
(由YAMASO CHEMICAL Co.，Ltd生產)，是特別優選的，因為它們具有極好的穩泡性，從而使剛制好的和硬化后的之間的空氣含量的差別很小，而且在引入較少空氣的條件下獲得了足夠好的抗凍融性。由引氣劑引入的空氣量隨所使用的骨料和粘度改進劑的種類和/或數量、溫度、混合方法的不同而變化，因此，有必要通過試驗混合控制引氣劑的用量，以滿足這些條件。適合的引氣劑的用量，以水泥為基，通常為0.002至0.2%(重量)，優選0.003至0.15%(重量)和/或每m3混凝土組合物中5至800克，優選10至500克。
在本發明中，減水劑、引氣減水劑、超塑化劑和引氣劑中的至少一種被使用。優選的是除了引氣劑外，使用減水劑、引氣減水劑和超塑化劑中的至少一種。
用于本發明的水泥包括普通波特蘭水泥、礦渣水泥、硅石水泥和/或粉煤灰水泥。另外還含有無機粉末如高爐礦渣或粉煤灰，和/或其它能發生火山灰反應的材料如石粉或硅灰。
一般來說，水泥的用量為250至450kg/每m3混凝土組合物，優選270至420kg/每m3混凝土組合物，特別優選300至400kg/每m3混凝土組合物。
用于本發明的水包含淡水(plain water)如自來水、河水或湖水，也可以包含海水。
本發明的混凝土組合物還可以包含一種或多種選自高爐礦渣粉末、膨脹劑、粉煤灰、硅粉和天然材料粉末的物質。
為了不進行振動密實就可以制得高質量和耐久性的混凝土結構，混凝土組合物的坍落流動值需要在45至80cm之間。如果坍落流動值低于45cm，混凝土組合物的流動性太差，致使在施工中易于產生孔隙，因此不得不進行振動密實。如果坍落流動值大于80cm，流動性較高，但容易發生材料分離。上述范圍內的坍落流動值是通過控制減水劑、引氣減水劑、超塑化劑和引氣劑中的至少一種的用量，以及在相應的上述范圍內的粘度改進劑加入量而得到的。
從混凝土結構的強度和抗凍融性考慮，人們希望被引入的氣泡的尺寸盡可能小。如果將粘度改進劑加入混凝土組合物，一般來說容易引入較大的氣泡。在本發明的混凝土組合物中，使用了上述特定粘度改進劑以及引氣劑(如果需要)，所以大氣泡不會被引入。此外，由于沒有使用消泡劑，因此在養護過程中被引入的小氣泡不會被破壞。因此，很容易將空氣以特定量的小氣泡形式引入混凝土組合物。
為了使硬化的混凝土組合物獲得足夠的抗凍融性，必須引入基于硬化混凝土組合物體積的3至6%(體積)的空氣，因為如果空氣含量低于3%(體積)，則不能獲得足夠的抗凍融性，而如果空氣含量超過6%(體積)，則強度明顯下降。通過加入基于水泥重量的0.02至0.5%(重量)的特定粘度改進劑可以獲得該空氣含量。引入的空氣量隨粘度改進劑的加入方法而變化。具體地說，當粘度改進劑以漿料形式加入含有水泥、骨料、水、減水劑、引氣減水劑、超塑化劑和/或引氣劑的混合物時，其空氣含量小于粘度改進劑以粉末形式加入的情況。
按照本發明的混凝土組合物的代表性組合物為水泥 250至450kg/m3骨料 1600至1900kg/m3水 160至195kg/m3纖維素類和/或 0.05至2.1kg/m3丙烯酸類粘度改進劑超塑化劑 5至20l/m3引氣劑 5至800g/m3組合物的優選范圍是水泥 300至400kg/m3骨料 1650至1850kg/m3水 165至190kg/m3纖維素類和/或 0.20至1.0kg/m3丙烯酸類粘度改進劑超塑化劑 6至15l/m3引氣劑 10至500g/m3本發明的混凝土組合物可以按照傳統方法制備，例如通過將水泥骨料、水、引氣減水劑等引入新拌混凝土廠(freshly mixed concrete plant)，攪拌該混合物，然后向該混合物中加入具有低泡特性的纖維素類粘度改進劑和/或具有低粘度的丙烯酸類粘度改進劑，并攪拌混合來制備。另一方案是在工地，通過將上述粘度改進劑和一種超塑化劑的漿料加入常規混凝土(usual base concrete)制備該混凝土組合物。
現在，結合以下實施例對本發明進行詳細說明，但應理解這些實施例并非意在限制本發明。
實施例1本實施例表明，能表現出極好的抗凍融性和強度的特定空氣含量可以在不使用任何消泡劑，而使用特定量的具有低泡特性的纖維素類粘度改進劑的條件下被引入硬化的混凝土組合物。
根據表3所示的材料和表4所示的比例，并使用表5所示量的粘度改進劑、引氣減水劑、超塑化劑和引氣劑，制備本發明的樣品1和2，并且測示其坍落度、空氣含量以及其抗凍融性。測示結果示于表6。
表3使用的材料
＊4)FM意思是細度模數表4 混凝土的比例
表4中示出的坍落度是用下面的試驗得到。
坍落度試驗將混凝土組合物填充在一個具有高度30cm，下端的內徑為20cm上端的內徑為30cm的坍落度筒中，用標準捧搗幾次填至1/3體積。將該筒垂直拉起，混凝土組合物流出，按照其柔軟度該混凝土組合物攤開。測量剛灌筑的混凝土組合物和沉降后的相同的混凝土之間的高度差作為坍落度(cm)。
比較表6和表1中的那些數據可知，樣品1和2中的空氣含量變化(減少)小于常規混凝土組合物中的空氣含量變化，因此本發明樣品1和2中的硬化混凝土組合物所需的空氣含量能夠容易、有保障地被滿足。因此，硬化混凝土組合物是否會有特定的空氣含量，可以通過在混凝土制備后測量其空氣含量的方式簡單地測得。此外，由于本發明比較容易防止樣品中過量空氣含量的引入以及那些被引入的氣泡的破裂，所以可以容易地將特定量的空氣引入。
實施例2本實施例表明，能表現出極好的抗凍融性和強度的特定空氣含量可以在不使用任何消泡劑而使用特定量的低粘度丙烯酸類粘度改進劑的情況下被引入硬化的混凝土組合物，足夠的流動性，填充性和抗材料分離性也同時獲得。
根據表7所示的材料和表8所示的比例，并使用表9所示量的粘度改進劑、減水劑、超塑化劑和引氣劑，制備本發明的樣品3和4，并且測量坍落度，剛制備好的坍落流動值、空氣含量和其抗凍融性。測示結果示于表10。
表7使用的材料
表8 混凝土中的比例
<p>表9
表10
表10中所示的坍落流動值是由下面的試驗得到的。
坍落流動試驗以上述坍落度試驗相同的方法進行，5分鐘后沿垂直方向和水平方向測量混凝土組合物的擴展。這些測量值的平均值相當于坍落流動值。
另外，新鮮混凝土狀態的樣品3和4的流動性和填充性，由下面的試驗測定流動性試驗測量流動性的裝置，如圖1所示，包括由內徑(D)為100mm的管子構成的主體1，主體1由初始側部件2，其高度(H)為600mm，第2測部件3，其高度(h)為350mm，以及長度(1)為350mm的連接部件4，它連接初始側部件和第2側部件，以及在初始側部件2的底端插入的可拆卸隔板5構成。如圖1所示，將待測樣品(S)填充到初始側部件內從隔板5填到初始側部件的頂部。測定從迅速地水平抽出該隔板的時間到混凝土組合物變成圖2所示的狀態所需要的工作時間，就是該混凝土合物達到A點和B點的時間，a的長度為150mm，b的長度為50mm，它表示該樣品的流動性。
填充性能試驗測定填充性的裝置如圖3所示，包括箱式主體6，其高度(H′)為500mm，寬度(W)和深度(圖3中沒有表示)為250mm;隔板7，該隔板被固定在距箱式主體6的底部間隔P為60mm的位置以及鄰接于隔板7的滑板8。如圖3所示，將樣品(S)填充入隔板7的一側，即滑板8的一側，在此條件下，滑板8沿主體6的中心線與主體6的底鄰接，直至主體6的上端。測定從沿垂直方向迅速拉開滑板8的時間起，直到混凝土組合物流過間隔P變成圖4所示狀態所需的時間，就是混凝土組合物到達點A′和點B′的時間，a′的長度為150mm，b′的長度為50mm，并測拉開滑板3分鐘后隔板兩側樣品的高度之差。由這些測量值評價樣品的填充性能。
在上述流動性試驗中，本發明的樣品3和4，在抽出隔板5之后，迅速移向第二側部，對樣品3而言，到達A點所需的時間為13秒，到B點所需時間為33秒，而對樣品4而言，到達A點需要的時間為9秒，到B點需要的時間為27秒。在填充性能試驗中，填充樣品之后，拉開滑板，樣品3變成上述狀態需要7秒和19秒，而樣品4，需要5秒和18秒。樣品3的上述差是25mm，而樣品4之差為30mm。
由這些結果可以知道，本發明的樣品3和樣品4具有高的流動性和填充性能。
由這些樣品制成的混凝土結構中沒有看到骨料分離。
實施例3本實施例表示通過同時使用本發明的纖維素類粘度改進劑和丙烯酸類粘度改進劑，不使用任何消泡劑，可以將獲得足夠強度和抗凍融性所需要的空氣含量以小氣泡的形式引入混凝土組合物，并且可以獲得足夠的流動性、填充性和抗材料分離性。
根據表11所示的材料和表12所示的比例，并使用表13中所示量的粘度改進劑、引氣減水劑、超塑化劑和引氣劑制備本發明的樣品5和6，并測量其空氣含量，氣泡的比表面積和氣泡間隔系數(Coefficient of the bubble distance)。測示結果示于表14中。
表11 使用的材料
表12 混凝土中的比例
表13
表14
如表14所示，可以知道樣品5和6的抗凍融性所需要的空氣含量3～6%(體積)，在制備30分鐘后和硬化后可以達到，而沒有增加剛制好的空氣含量。比較表14和表2可知，樣品5和6與常規的高流動性混凝土組合物相比，均具有較大的氣泡比表面和較小的氣泡間隔，因此具有許多精細氣泡。
對樣品5和6進行了測試抗凍融性的凍融試驗。該凍融試驗是以JISA6204(混凝土化學外加劑)，附錄，“2.混凝土的凍融方法”進行的。凍融循環300次時，相對動彈性模量為89至91%。由該結果知道，這些樣品具有足夠的抗凍融性。對剛剛制好的樣品5和6的流動性和填充性能試驗，是用圖1和圖3所示的裝置進行的。從這些結果知道樣品5和6具有高的流動性和填充性能。由含這些樣品制得的混凝土結構沒有骨料分離。
實施例4在本實施例中，使用不同類型的羥乙基纖維素作為纖維素類粘度改進劑，以研究它們在混凝土組合物和混凝土結構中的作用。
根據表15所示材料和表16所示的比例，使用表17給定量的羥乙基纖維素(只有對比樣品5使用了羥丙基甲基纖維素)以及表17所示量的水、超塑化劑、減水劑和引氣劑，制備本發明樣品7至11和對比樣品1-5。將水泥和羥乙基纖維素加入骨料中攪拌1分鐘，然而將水、超塑化劑和引氣劑加入該混合物中攪拌3分鐘，采用50升盤式混凝土攪拌機攪拌。測定這些樣品的空氣含量、坍落流動值(或坍落度)，填充性、抗凍融性和抗壓強度。測示結果示于表18中。
對比樣品1使用骨料、水泥、水和引氣劑制備，對比樣品2使用具有低粘度的羥乙基纖維素，對比樣品3使用低摩爾取代的羥乙基纖維素，對比樣品4使用微量的羥乙基纖維素，而對比樣品5使用羥丙基甲基纖維素作為低表面表力粘度改進劑。
表15 使用的材料
表15(續)
表16 混凝土中的比例
<p>
表18中所示的填充性能結果是由下面的試驗得到。
填充性能試驗將30升的混凝土組合物填充在一個設備中，該設備包括尺寸為318mm×318mm×400mm的混凝土罐式容器和安裝在該罐底部，并其網眼為50mm的D-16增強鋼筋網，然后測定5分鐘內的卸料量。填充性能由測定穿過增強鋼筋的混凝土組合物的百分數，用公式計算穿過鋼筋的混凝土組合物的百分數(%)＝(穿過鋼筋網的量/填充量)×100。
由表18可以看出，與對比樣品1比較，本發明樣品7至11具有高的流動性，和極好的填充性能和抗凍融性。
對比樣品2.其中的羥乙基纖維素是粘度低的，具有差的填充性能。
對比樣品3，其中使用3具有低摩爾取代的羥乙基纖維素，是微溶的，不適于本發明。
對比樣品4，其中加入的羥乙基纖維素的量很低，具有差的填充性能。
對比樣品5，其中使用的羥丙基甲基纖維素作為具有低表面張力的不溶性聚合物，含有大的氣泡，因此具有過剩的空氣含量，因而該樣品具有低強度。
本發明的樣品10，其中使用水泥和粉煤灰二種，具有較少量水，以及具有極好的強度和耐久性，等等。
實施例5本實施例中研究了Vinsol
(是一種樹脂酸皂類的引氣劑)對混凝土組合物和混凝土結構的影響。
根據表19中的材料和表20的比例，并使用表21中給出量的羥乙基纖維素類，表21中所示量的水，超塑化劑以及氣劑，制備本發明的樣品12至16的對比樣品6。將水泥和羥乙基纖維素加入骨料中，并將該混合物混合1分鐘，然后將水、超塑化劑和引氣劑加入到該混合物并混合3分鐘。采用50升盤式攪拌機進行混合。測定這些樣品的坍落流動值(或坍落度)，空氣含量，填充性能，抗凍融性和抗壓強度，其結果示于表22中。
表19 使用的材料
＊7)FM意思是細度模數表20 混凝土中的比例
<p>
表21中的填充性能的結果，是以實施例4中使用的方法相同的方法得到的。
本領域的技術人員還應該知道，上面敘述的是揭示的組合物的優選的實施方案，在不脫離本發明的精神和范圍的條件下可以完成多種變化和改進。
權利要求
1.一種混凝土組合物，包括水泥，水，骨料；至少一種選自減水劑，引氣劑，引氣減水劑和超塑化劑中的外加劑；至少一種粘度改進劑，該粘度改進劑包括具有低泡沫特性的纖維素類粘度改進劑，其在1%水溶液中顯示的粘度為100至10000厘泊和具有低粘度的丙烯酸類粘度改進劑，其在4%鹽水溶液中濃度為0.5%時顯示的粘度為5至100厘泊；粘度改進劑的總量為以水泥為基，0.02至0.5重量%，并且該混凝土組合物具有極好的流動性和抗材料分離性。
2.按照權利要求1的混凝土組合物，該混凝土組合物具有45至80cm的坍落流動值。
3.按照權利要求2的混凝土組合物，其中的纖維素類粘度改進劑在1%水溶液中顯示的粘度為500至6000厘泊。
4.按照權利要求2的混凝土組合物，其中丙烯酸類粘度改進劑在4%鹽水溶液中的濃度為0.5%時顯示的粘度為20至50厘泊。
5.按照權利要求2的混凝土組合物，其中丙烯酸類粘度改進劑為一種丙烯酰胺或者甲基丙烯酰胺與磺烷基丙烯酰胺的共聚物，該共聚物含有2摩爾%或更多的磺烷基丙烯酰胺單體(以丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺為基)。
6.按照權利要求2的混凝土組合物，其中的纖維素類粘度改進劑是羥乙基纖維素。
7.按照權利要求6的混凝土組合物，其中的羥乙基纖維素在0.2%水溶液中顯示的表面張力為58至68達因/厘米。
8.按照權利要求6的混凝土組合物，其中的羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
9.按照權利要求7的混凝土組合物，其中的羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
10.按照權利要求9的混凝土組合物，其中進一步可以含有至少一種選自高爐礦渣粉末，膨脹劑，粉煤灰，硅粉及天然材料粉末中的材料。
11.按照權利要求9的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或樹脂酸皂類。
12.按照權利要求11的混凝土組合物，其中進一步含有至少一種選自高爐礦渣粉末，膨脹劑，粉煤灰，硅粉和天然材料粉末的材料。
13.按照權利要求2的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或者樹脂酸皂類。
14.一種混凝土組合物包括水泥、水、骨料、至少一種選自減水劑、引氣劑、引氣減水劑和超塑化劑的外加劑，至少一種粘度改進劑，該粘度改進劑包括具有低泡沫特性的纖維素類粘度改進劑，其在1%水溶液中所顯示的粘度為100至10000厘泊，和具有低粘度的丙烯酸類粘度改進劑，其在4%鹽水溶液中濃度為0.5%時所顯示的粘度為5至100厘泊，粘度改進劑的總量，以水為基為0.1至1.0重量%，并且具有極好的流動性和抗材料分離性。
15.按照權利要求14的混凝土組合物，其中混凝土組合物具有45至80cm坍落流動值。
16.按照權利要求15的混凝土組合物，其中纖維素類粘度改進劑在1%水溶液中所顯示的粘度為500至6000厘泊。
17.按照權利要求15的混凝土組合物，其中丙烯酸類粘度改進劑在4%鹽水溶液中濃度為0.5%時所顯示的粘度為20至50厘泊。
18.按照權利要求15的混凝土組合物，其中丙烯酸類粘度改進劑是一種丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺和磺烷基丙烯酰胺的共聚合物，該共聚物以丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺單體為基，含有2摩爾%或者更多的磺烷基丙烯酰胺單體。
19.按照權利要求15的混凝土組合物，其中纖維素類粘度改進劑是羥乙基纖維素。
20.按照權利要求19的混凝土組合物，其中羥乙基纖維素在水溶液中的比例為0.2%時所顯示的表面張力為58至68達因/厘米。
21.按照權利要求19的混凝土組合物，其中羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
22.按照權利要求20的混凝土組合物，其中羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
23.按照權利要求22的混凝土組合物，進一步含有至少一種選自高爐礦渣粉末，膨脹劑，粉煤灰，硅粉和天然材料粉中的材料。
24.按照權利要求22的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或樹脂酸皂類。
25.按照權利要求24的混凝土組合物，其中進一步含有至少一種選自高爐礦渣粉，膨脹劑，粉煤灰，硅粉和天然材料粉末中的材料。
26.按照權利要求15的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或樹脂酸皂類。
27.一種混凝土組合物包括250至450kg/m3水泥，1600至1900kg/m3的骨料，160至195kg/m3，0.05至2.1kg/m3粘度改進劑，該粘度改進劑為至少一種以下粘度改進劑即具有低泡性能，其在水溶液中的比例為1%時所顯示的粘度為100至10000厘泊的纖維素類粘度改進劑和具有低粘度的，其在4%鹽水中的比例為0.5%時所顯示的粘度為5至100厘泊的丙烯酸類粘度改進劑，5至20升/m3至少一種選自減水劑，引氣減水劑和超塑化劑的物質，以及每m3的混凝土組合物含有5至800克引氣劑。
28.按照權利要求27的混凝土組合物，其混凝土組合物所具有的坍落流動值為45至80cm。
29.按照權利要求28的混凝土組合物，其中的纖維素類粘度改進劑在水溶液中的比例為1%時所顯示的粘度為500至6000厘泊。
30.按照權利要求28的混凝土組合物，其中丙烯酸粘度改進劑在4%鹽水溶液中的比例為0.5%時所顯示的粘度為20至50厘泊。
31.按照權利要求28的混凝土組合物，其中的丙烯酸粘度改進劑是丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺與磺烷基丙烯酰胺的共聚物，該共聚物以丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺單體為基含有2摩爾%或更高的磺烷基丙烯酰胺單體。
32.按照權利要求28的混凝土組合物，其中的纖維素類粘度改進劑是羥乙基纖維素。
33.按照權利要求32的混凝土組合物，其中的羥乙基纖維素在水溶液中比例為0.2%時顯示的表面張力為58至68達因/厘米。
34.按照權利要求32的混凝土組合物，其中羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
35.按照權利要求33的混凝土組合物，其中的羥乙基纖維素具有1.5至4.0摩爾的羥乙基取代。
36.按照權利要求35的混凝土組合物，其中進一步含有至少一種高爐礦渣粉末，膨脹劑，粉煤灰，硅粉和天然材料粉末中的材料。
37.按照權利要求35的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或樹脂酸皂類。
38.按照權利要求37的混凝土組合物，其中進一步，含有至少一種選自高爐礦渣粉末，膨脹劑，粉煤灰，硅粉及天然材料粉末中的材料。
39.按照權利要求28的混凝土組合物，其中引氣劑是脂肪酸皂類或樹脂酸皂類。
全文摘要
一種混凝土組合物，該組合物具有優異的流動性和填充性，并且由該組合物可以在不采用振動密實的條件下制成具有高質量和耐久性以及極好的抗凍融性的混凝土結構。該混凝土組合物含有水泥、水、骨料、至少一種選自減水劑、引氣劑、引氣減水劑和超塑化劑的外加劑，以及至少一種粘度改進劑，該粘度改進劑包括低泡纖維素類粘度改進劑，該改進劑在特定量具有特定粘度和低粘度丙烯酸粘度改進劑，該改進劑在特定量具有特定粘度。
文檔編號C04B24/16GK1075471SQ9210883
公開日1993年8月25日 申請日期1992年6月24日 優先權日1991年6月25日
發明者竹下治之, 早良治彌, 星野正平, 小路義行 申請人:日本國土開發株式會社