專利名稱：水中不分散混凝土的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種水中不分散混凝土，特別是涉及一種添加內(nèi)聚力增加劑，可產(chǎn)制坍度為5cm～27.5cm的水中不分散混凝土；尤指一種具有良好自充填性能的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其坍流度值400～750mm并具有適當(dāng)?shù)膹?qiáng)度(強(qiáng)度介于140～630kgf/cm2)。本發(fā)明品質(zhì)極為穩(wěn)定，且具有適當(dāng)強(qiáng)度，不但符合自充填性能要求，且水不混濁又不析離，能廣泛運(yùn)用于水下與河海工程。
背景技術(shù)：
一般常用的傳統(tǒng)水中混凝土，無(wú)非是增加其水泥及粉體用量與限制其水灰比(應(yīng)不得大于0.5)為其設(shè)計(jì)訴求，即使采用特密管輸送澆置，其品質(zhì)與效益亦是難以控制；諸如斷樁、斷壁、包土、包砂、塞管、粒料分離等導(dǎo)致漏水、漏砂、強(qiáng)度不足與不均等缺失屢見(jiàn)不鮮，顯示除施工技術(shù)外，水中混凝土的工程性質(zhì)仍有諸多缺失而尚待改進(jìn)。一種能在水中不分散的混凝土是由西德所開(kāi)發(fā)，1977年正式開(kāi)始使用，日本于1980年后更是把它發(fā)揚(yáng)光大，現(xiàn)今正為市場(chǎng)上的主流，最主要是以纖維素是衍生化合物作為主成份的抗析離劑(Anti-Washout Admixture，AWA)，再搭配高性能AE輸氣劑所調(diào)配而成，其性質(zhì)已大大改善了傳統(tǒng)水中混凝土所造成的缺失。此類水中混凝土雖然具有自流平的特性，但是它并不是十分盡善盡美，例如初凝時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、早期強(qiáng)度較差、拆模時(shí)間延長(zhǎng)、流動(dòng)速度緩慢與價(jià)格更是昂貴等等，尤其工作性質(zhì)與目前已知自充填混凝土(SCC)的可作業(yè)性標(biāo)準(zhǔn)尚有一大段距離。
由此可見(jiàn)，上述現(xiàn)有的水中混凝土在結(jié)構(gòu)與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。為了解決上述存在的問(wèn)題，相關(guān)廠商莫不費(fèi)盡心思來(lái)謀求解決之道，但長(zhǎng)久以來(lái)一直未見(jiàn)適用的設(shè)計(jì)被發(fā)展完成，而一般產(chǎn)品又沒(méi)有適切的結(jié)構(gòu)能夠解決上述問(wèn)題，此顯然是相關(guān)業(yè)者急欲解決的問(wèn)題。因此如何能創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的水中不分散混凝土，便成為當(dāng)前業(yè)界極需改進(jìn)的目標(biāo)。
有鑒于上述現(xiàn)有的水中混凝土存在的缺陷，本發(fā)明人基于從事此類產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造多年豐富的實(shí)務(wù)經(jīng)驗(yàn)及專業(yè)知識(shí)，并配合學(xué)理的運(yùn)用，積極加以研究創(chuàng)新，以期創(chuàng)設(shè)一種新型結(jié)構(gòu)的水中不分散混凝土，能夠改進(jìn)一般現(xiàn)有的水中混凝土，使其更具有實(shí)用性。經(jīng)過(guò)不斷的研究、設(shè)計(jì)，并經(jīng)過(guò)反復(fù)試作樣品及改進(jìn)后，終于創(chuàng)設(shè)出確具實(shí)用價(jià)值的本發(fā)明。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于，克服現(xiàn)有的水中混凝土存在的缺陷，而提供一種新型結(jié)構(gòu)的水中不分散混凝土，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其利用適當(dāng)?shù)拇至Ａ稀⒓?xì)粒料與粉體的配比下，更包含有內(nèi)聚力增加劑，藉此可以達(dá)到在水中澆置而不分散，而可運(yùn)用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的另一目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的水中自充填(自密實(shí))混凝土，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其不僅具有水中不分散的功能，而且其工作性可以完全符合自充填混凝土(自密實(shí))的規(guī)格，具有可填滿鋼筋間隙與自充填(自密實(shí))的效果，而可以運(yùn)用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明的再一目的在于，提供一種新型結(jié)構(gòu)的水中不分散混凝土以及水中自充填(自密實(shí))混凝土，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其粉體主要成分為水泥，更包含有適當(dāng)比例的卜作嵐材料，或是包含不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料，能在低水泥用量之下達(dá)到水中不分離與自充填性能，并可以降低混凝土的成本，而具有可增加工作性、改善混凝土硬固后的孔隙結(jié)構(gòu)、增加晚期強(qiáng)度的成長(zhǎng)、降低氯離子滲透率及減少海水中的硫酸鈣與硫酸鎂化學(xué)侵蝕等的功效，從而更加適于實(shí)用。
本發(fā)明還一目的在于，提供一種水中不分散混凝土的配比設(shè)計(jì)流程，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其在適當(dāng)?shù)牟襟E下設(shè)計(jì)水中不分散混凝土，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的另還一目的在于，提供一種提供一種水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比設(shè)計(jì)流程，所要解決的技術(shù)問(wèn)題是使其在適當(dāng)?shù)牟襟E下設(shè)計(jì)水中自充填(自密實(shí))混凝土，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題是采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的。依據(jù)本發(fā)明提出的一種水中不分散混凝土，其配比包含粗粒料(coarseaggregate)，其用量是介于600～1200kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，其用量是500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其至少包含有水泥(cement)；拌和水；及內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～5.0wt％；其中當(dāng)拌和完成，該水中不分散混凝土的水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的水中不分散混凝土，其可產(chǎn)制坍度為5.0～27.5cm。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的內(nèi)聚力增加劑是為聚丙烯酰胺類。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的拌和水的用量是為140～300kg/m3。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的粉體另包含有卜作嵐材料(Pozzolans)，其是選自爐石粉(ground granulated blast-furnaceslag，GGBFS)、硅灰(silica fume)、飛灰(fly ash)、稻殼灰(rice husk ash)、沸石粉(zeolite powder)與上述的組合的其中之一。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的粉體另還包含有不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料，其中該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料是選自石灰石粉、轉(zhuǎn)爐爐碴粉、氣冷高爐爐碴粉、橄欖石粉、白云石粉、輝石粉、角閃石粉、方解石粉、斜長(zhǎng)石粉、石英粉、正長(zhǎng)石粉、硅砂粉與上述的組合的其中之一。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的卜作嵐材料與該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料的組合用量是占該粉體總用量的90wt％以下。
前述的水中不分散混凝土，其另包含有減水劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～3.0wt％。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還采用以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)。依據(jù)本發(fā)明提出的一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，其配比包含粗粒料(coarseaggregate)，其用量是介于600～1100kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，其用量是500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其是至少包含有水泥；拌和水；內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～5.0wt％；以及減水劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～3.0wt％；其中，當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.00，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95。
本發(fā)明的目的及解決其技術(shù)問(wèn)題還可采用以下技術(shù)措施進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的內(nèi)聚力增加劑是為聚丙烯酰胺類。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的內(nèi)聚力增加劑的組成是包含丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物，其主要型態(tài)是為水溶性膠體、粉狀固體或乳劑(乳化劑)，每一型態(tài)并可為陽(yáng)離子型、陰離子型、或非離子型，或選自于聚氧化乙烯類(polyoxyalkylene)、多醣類(polysaccharide)、胺甲基化產(chǎn)物類、聚乙烯亞胺類(polyethylenimine)、聚甲基丙烯酸胺類(polymethylacrylate amine)、聚乙烯基咪唑類(poly vinylimidazole)、二鹵鍵烴與多胺縮合物、聚乙烯吡啶鹽類(poly vinyl pyridine)、聚丙烯酸鈉類(poly sodium acrylate)、纖維素類(cellulose derivatives)、聚丙烯磺酸鈉類(poly propylene sodium sulfonate)、聚甲基丙烯酸鈉(polysodium methylacrylate)、薄朊酸鈉類的其中之一。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的拌和水的用量是為140～300kg/m3。
前述的水中不分散混凝土，其中所述的粉體另包含有卜作嵐材料(Pozzolans)與不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料，其中該卜作嵐材料與該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料的組合用量是占該粉體總用量的90wt％以下。
前述的水中不分散混凝土，其另包含有輸氣劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～2.0wt％。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)和有益效果。由以上技術(shù)方案可知，本發(fā)明的主要技術(shù)內(nèi)容如下為了達(dá)到上述目的，依本發(fā)明的水中不分散混凝土，其配比為粗粒料(coarse aggregate)，用量600～1200kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，用量500～1100kg/m3；其細(xì)度模數(shù)(Fineness Modulus，F(xiàn).M)是介于2.0～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其是至少包含有水泥(cement)，更可包含卜作嵐材料(Pozzolans)，例如爐石粉(ground granulated blast-furnaceslag，GGBFS)、硅灰(silica fume)、飛灰(fly ash)、稻殼灰(rice huskash)、沸石粉(zeolite powder)等、或是不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料；拌和水，用量140～300kg/m3；以及，內(nèi)聚力增加劑(例如聚丙烯酰胺等)，其固體含量(固成分)用量為為粉體用量的0.1～5.0wt％；并依需求不同可加入減水劑(液態(tài)或粉態(tài))，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～3.0wt％，或是選擇性加入，輸氣劑(液態(tài)或粉態(tài))，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～2.0wt％；可產(chǎn)制坍度為5cm～27.5cm的水中不分散混凝土。其中，當(dāng)拌和完成，水中不分散混凝土的水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。
另外，為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明另提供了一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，其配比包含粗粒料(coarse aggregate)，用量600～1100kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，用量500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(FinenessModulus，F(xiàn).M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其是至少包含有水泥(cement)；拌和水，用量140～300kg/m3；內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～5.0wt％；以及，減水劑(可為液態(tài)或粉態(tài))，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～3.0wt％。當(dāng)該自充填混凝土拌和完成，其中當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.00，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95，抗壓強(qiáng)度140～630kgf/cm2，適用于水中結(jié)構(gòu)物工程。
其中，該內(nèi)聚力增加劑是可為
(1).非離子型聚丙烯酰胺類(Polyacrylamide)，聚氧化乙烯類(polyoxyalkylene)、多醣類(polysaccharide)等。分子鍵上有活性基團(tuán)，如醚鍵(-O-)、酰胺基(-CONH2)、羧基(-OH)等。
(2).陽(yáng)離子型聚丙烯酰胺的陽(yáng)離子變性物、胺甲基化產(chǎn)物、聚乙烯亞胺類(polyethylenimine)、聚甲基丙烯酸胺類(poly methylacrylateamine)、聚乙烯吡啶鹽(poly vinyl pyridine)、聚乙烯基咪唑(polyvinylimidazole)、二鹵鍵烴與多胺縮合物等。分子鍵上含胺基(-NH2)與季胺鹽基等。
(3).陰離子型部分水解的聚丙烯酰胺類、聚丙烯酸鈉類(polysodium acrylate)、聚丙烯磺酸鈉類、聚甲基丙烯酸鈉(poly sodiummethylacrylate)、薄朊酸鈉等，分子鍵上含羧基(-COOH)及磺酸基(-SO3H)。
(4).纖維素類(cellulose derivatives)羥乙基纖維素(HydroxyethylCellulose，HEC)、羥丙基纖維素(Hydroxypropyl Cellulose，HPC)、羥丙基甲基纖維素(Hydroxypropylmethyl Cellulose，HPMC)、甲基纖維素(Methyl Cellulose，MC)、羧基甲基纖維素(CarboxymethylCellulose，CMC)。
借由上述技術(shù)方案，本發(fā)明水中不分散混凝土至少具有下列優(yōu)點(diǎn)1、本發(fā)明的的水中不分散混凝土，其利用適當(dāng)?shù)拇至Ａ稀⒓?xì)粒料與粉體的配比下，粉體用量為300～700kg/m3，更包含有內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.1～5.0wt％，并且，當(dāng)拌和完成，該水中不分散混凝土的水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。藉此，可以達(dá)到在水中澆置而不分散，且坍度范圍在5～27.5cm，在一具體實(shí)施的檢測(cè)中，其抗壓強(qiáng)度是為可介于140～630kgf/cm2，而可以運(yùn)用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程，非常適于實(shí)用。
2、本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其粉體用量是為300～700kg/m3，更包含有固體含量(固成分)用量為粉體用量0.1～5.0wt％的內(nèi)聚力增加劑以及固體含量(固成分)用量為粉體用量0.1～3.0wt％的減水劑，并且，當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.00，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95。藉此，不僅具有水中不分散的功能，而且其工作性能可以完全符合自充填混凝土(自密實(shí))(self-compacting concrete，SCC)的規(guī)格，具有可填滿鋼筋間隙與自充填(自密實(shí))的效果，其抗壓強(qiáng)度是可介于140～630kgf/cm2，而可以運(yùn)用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程，非常適于實(shí)用。
3、本發(fā)明的水中不分散混凝土以及水中自充填(自密實(shí))混凝土，其粉體主要成分為水泥，更包含有適當(dāng)比例的卜作嵐材料(例如爐石或更高細(xì)度的爐石、硅灰、飛灰、稻殼灰、沸石粉等)，或是包含不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料(例如，石灰石粉、轉(zhuǎn)爐爐碴粉、氣冷高爐爐碴粉、橄欖石粉、白云石粉、輝石粉、角閃石粉、方解石粉、斜長(zhǎng)石粉、石英粉、正長(zhǎng)石粉、硅砂粉等)。該卜作嵐材料取代部份水泥用量，并以該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料補(bǔ)充足量的粉體用量，故能在低水泥用量之下達(dá)到水中不分離與自充填性能，并可以降低混凝土的成本，其具有可以增加工作性、改善混凝土硬固后的孔隙結(jié)構(gòu)、增加晚期強(qiáng)度的成長(zhǎng)、降低氯離子滲透率及減少海水中的硫酸鈣與硫酸鎂化學(xué)侵蝕等的功效，從而更加適于實(shí)用。
4、本發(fā)明的水中不分散混凝土的配比設(shè)計(jì)流程，可以在更加適當(dāng)?shù)牟襟E下設(shè)計(jì)水中不分散混凝土，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
5、本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比設(shè)計(jì)流程，可以在更加適當(dāng)?shù)牟襟E下設(shè)計(jì)水中自充填(自密實(shí))混凝土，從而更加適于實(shí)用，且具有產(chǎn)業(yè)上的利用價(jià)值。
綜由上述，本發(fā)明是有關(guān)于一種水中不分散混凝土，其配比為粗粒料600～1200kg/m3；細(xì)粒料500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體300～700kg/m3，其包含有水泥、卜作嵐材料或不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料；拌和水140～300kg/m3；以及，內(nèi)聚力增加劑(例如聚丙烯酰胺等)，其固體含量用量為粉體用量的0.1～5.0wt％；可產(chǎn)制坍度為5cm～27.5cm的水中不分散混凝土。其中當(dāng)拌和完成，該水中不分散混凝土的水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。更佳地，可適用于一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，不僅具有水中不分散的功能，其工作性可完全符合自充填混凝土(self-compacting concrete，SCC)的規(guī)格，可填滿鋼筋間隙并具有自充填及自密實(shí)(坍流度值400～750mm)與適當(dāng)中強(qiáng)度(介于140～630kgf/cm2)的效果，其配比包含粗粒料(coarse aggregate)，其用量是介于600～1100kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，其用量是500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3；內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～5.0wt％；以及，減水劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～3.0wt％。其中當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.00，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95，以供適用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程。此外，本發(fā)明亦揭示了該水中不分散混凝土與水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比設(shè)計(jì)程序及調(diào)配方法，進(jìn)而更加適于實(shí)用。
綜上所述，本發(fā)明提供了一種品質(zhì)極為穩(wěn)定的水中不分散混凝土，其在水中澆置時(shí)坍度為5～27.5cm；更佳的，亦可產(chǎn)制水中自充填(自密實(shí))混凝土，不但符合自充填的性能要求，坍流度值(400～750mm及直徑擴(kuò)散達(dá)50cm所需時(shí)間為3～25秒)、箱形試驗(yàn)充填高度(300mm以上)及V漏斗流下時(shí)間(7～20秒)、L流度值超過(guò)500mm且水不混濁又不析離等，而且具備有適當(dāng)強(qiáng)度，能廣泛地運(yùn)用于水下與河海工程。此外，本發(fā)明亦揭示一種水中不分散混凝土的配比設(shè)計(jì)流程方法，可以供產(chǎn)制水中混凝土。本發(fā)明具有上述諸多優(yōu)點(diǎn)及實(shí)用價(jià)值，其不論在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、方法或功能上皆有較大的改進(jìn)，在技術(shù)上有顯著的進(jìn)步，并產(chǎn)生了好用及實(shí)用的效果，且較現(xiàn)有的水中昆凝土具有增進(jìn)的功效，從而更加適于實(shí)用，并具有產(chǎn)業(yè)廣泛利用價(jià)值，誠(chéng)為一新穎、進(jìn)步、實(shí)用的新設(shè)計(jì)。
上述說(shuō)明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉較佳實(shí)施例，并配合附圖，詳細(xì)說(shuō)明如下。
圖1是依本發(fā)明所提供的水中不分散混凝土與水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比設(shè)計(jì)流程圖。
圖2是坍落度擴(kuò)散試驗(yàn)器具的示意圖。
圖3是本發(fā)明所使用的流速試驗(yàn)V型漏斗試驗(yàn)儀的示意圖。
圖4是本發(fā)明所使用的鋼筋間隙通過(guò)試驗(yàn)箱形試驗(yàn)儀的示意圖。
圖5是本發(fā)明所使用的流度試驗(yàn)L型試驗(yàn)儀的示意圖。
圖6是本發(fā)明的一種水中自充填(自密實(shí))混凝土在通過(guò)L型流度試驗(yàn)的照相圖。
圖7是習(xí)知自充填(自密實(shí))混凝土在通過(guò)L型流度試驗(yàn)的照相圖。
圖8是在水中澆置的混凝土圓柱試體照相圖。(左側(cè)為本發(fā)明的水中不分散混凝土，右側(cè)為習(xí)知傳統(tǒng)水中混凝土)圖9是本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土在特密管水中澆置的照相圖。
圖10是習(xí)知自充填(自密實(shí))混凝土在特密管水中澆置的照相圖。
1決定粗粒料用量 2決定細(xì)粒料用量3決定拌和水量及粉體用量 4決定各膠結(jié)材料用量5決定填充材用量 11圓錐筒12平板 21V型漏斗22開(kāi)口 31A槽32B槽33固之隔板34活動(dòng)隔板 35鋼筋柵欄
41A槽 42B槽43筋柵欄 44灌滿水具體實(shí)施方式
為更進(jìn)一步闡述本發(fā)明為達(dá)成預(yù)定發(fā)明目的所采取的技術(shù)手段及功效，以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例，對(duì)依據(jù)本發(fā)明提出的水中不分散混凝土其具體實(shí)施方式
、結(jié)構(gòu)、特征及其功效，詳細(xì)說(shuō)明如后。
請(qǐng)參閱所附圖式，本發(fā)明將列舉以下的實(shí)施例說(shuō)明本發(fā)明是提供一種水中不分散混凝土以及一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，其均具有水中不分散的功能，由于其配比用量中粒徑的分類相當(dāng)重要，故以粒徑大小主要區(qū)別為粗粒料、細(xì)粒料、粉體，且更包含有內(nèi)聚力增加劑。
粗粒料(coarse aggregate)是為最大粒徑不大于25mm的碎石(crushedstone)或卵石(pebble)，粗粒料的單位容積(G/Glim)范圍是依充填等級(jí)加以區(qū)分，實(shí)際上，粗粒料的用量(Gssd)是在600～1200kg/m3之間。
細(xì)粒料(fine aggregate)，其粒徑小于粗粒料，其細(xì)度模數(shù)(FinenessModulus，F(xiàn).M)宜介于2.2～3.2。由于該細(xì)粒料的含水量遠(yuǎn)較粗粒料更不穩(wěn)定，為了配比品質(zhì)的穩(wěn)定，而細(xì)粒料的體積用量(Vsand)可由該自充填混凝土的體積減去漿體體積(Vpaste)、粗粒料的體積用量(Vg)及含氣量(A)而求得，再乘以細(xì)粒料的比重，即為細(xì)粒料的用量，即Vsand＝1-Vpaste-Vg-A；S(粗粒料用量)＝Vsand×γsand，其中γsand表細(xì)粒料的比重，約2700kg/m3。依據(jù)本發(fā)明，細(xì)粒料的用量(S)是在500～1100kg/m3之間，較佳的是為600～850kg/m3。拌和水用量(W)是可由漿體體積(Vpaste)與水粉體積比(Vw/Vpowder)而求得，即W＝Vpaste÷(1+(Vpowder/Vw))×1000，通常拌和水量是140～300kg/m3。
粉體(powder)，其粒徑更小于細(xì)粒料，至少包含有水泥(cement)，另可更包含卜作嵐材料(Pozzolans)等膠結(jié)料或是不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料。通常膠結(jié)料是指水泥與卜作嵐材料(Pozzolans)等具有膠結(jié)功能的粉體，通常水膠比愈低表示膠結(jié)物的需求用量愈大，其強(qiáng)度亦隨之升高。該卜作嵐材料是能取代部份的水泥，能降低水泥的用量而具有較低成本與良好流動(dòng)性(水泥是為自充填混凝土中較昂貴的原料)。該卜作嵐材料可包含有爐石粉(ground granulated blast-furnace slag，GGBFS)、高細(xì)田度爐石粉Highfineness slag(Blaine＞6000cm2/g)、硅灰(silica fume)、飛灰(flyash)、稻殼灰(rice husk ash)、沸石粉(zeolite powder)的其中之一或上述的組合。其中，爐石粉是煉鋼高爐的爐渣，包含CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3等成份，亦具有卜作嵐性質(zhì)。水泥與卜作嵐材料等膠結(jié)物的用量(B)是可由水用量(W)除以水膠比(W/B)得到，即B＝W÷(W/B)，并可得到Vbind(膠結(jié)物的體積)＝C(水泥用量)/γcem(水泥比重，約3150kg/m3)+SL(爐石用量)/γsl(爐石比重，約2940kg/m3)+SF(硅灰用量)/γsf(硅灰比重，約2250kg/m3)。而粉體不足量的部分是可由該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料補(bǔ)充之，該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料是為選自石灰石粉、轉(zhuǎn)爐爐碴粉、氣冷高爐爐碴粉、橄欖石粉、白云石粉、輝石粉、角閃石粉、方解石粉、斜長(zhǎng)石粉、石英粉、正長(zhǎng)石粉、硅砂粉的其中之一或上述的組合。通常該卜作嵐材料與該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料的組合用量是應(yīng)介于該總粉體用量的90wt％以下。依本發(fā)明，該粉體的用量是為300～700kg/m3，較佳為400～550kg/m3。
內(nèi)聚力增加劑(Viscosity-Enhancing Admixtures，VEA)，例如壓克力(丙烯酸樹(shù)脂(acrylic))系的聚丙烯酰胺類(Polyacrylamide，PAA)作為可使用于水中自充填(自密實(shí))混凝土的內(nèi)聚力增加劑，其組成包含丙烯酰胺及其衍生物的均聚物(homopolymer)和共聚物(copolymer)。其主要有水溶性膠體、粉狀固體、乳劑(乳化劑)等三種型態(tài)，每一型態(tài)可能為陽(yáng)離子型，或陰離子型，或非離子型。
或者，該內(nèi)聚力增加劑是選自于聚氧化乙烯類(polyoxyalkylene)、多醣類(polysaccharide)、胺甲基化產(chǎn)物類、聚乙烯亞胺類(polyethylenimine)、聚甲基丙烯酸胺類(poly methylacrylate amine)、聚乙烯基咪唑類(poly vinylimidazole)、二鹵鍵烴與多胺縮合物、聚乙烯吡啶鹽類(poly vinyl pyridine)、纖維素類(cellulose derivatives)、聚丙烯酸鈉類(poly sodium acrylate)、聚丙烯磺酸鈉類(poly propylenesodium sulfonate)、聚甲基丙烯酸鈉(poly sodium methylacrylate)、薄朊酸鈉類的其中之一。內(nèi)聚力增加劑的主要的功能是可凝取水泥及粉體顆粒，當(dāng)混凝土在水中澆置時(shí)，可以達(dá)到不分離的效果。在本發(fā)明中，該內(nèi)聚力增加劑的固體含量(固成分)用量應(yīng)為粉體用量的0.1～5.0wt％。
本發(fā)明的水中不分散混凝土另可依需求地選擇性包含減水劑或是輸氣劑(AE)，其中減水劑是用以分散水泥顆粒，達(dá)到潤(rùn)滑效果，在較低用水量狀況下產(chǎn)生高流動(dòng)性。在本發(fā)明中，該強(qiáng)塑劑是為液態(tài)或粉態(tài)，其固體含量(固成分)用量應(yīng)為粉體用量的0.05～3.0wt％。
輸氣劑(AE)又稱為界面活性劑，最主要為增加混凝土的工作性、提供足夠的抗凍能力及增加抗酸堿性，在本發(fā)明中，該輸氣劑(液態(tài)或粉態(tài))的固體含量(固成分)用量可為粉體用量的0.1～2.0wt％。
依本發(fā)明的水中不分散混凝土，其中當(dāng)拌和完成，水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。
請(qǐng)參閱圖1所示，是依本發(fā)明所提供的水中不分散混凝土與水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比設(shè)計(jì)流程圖。本發(fā)明的配比設(shè)計(jì)流程的流程步驟依序?yàn)椤皼Q定粗粒料用量”1、“決定細(xì)粒料用量”2、“決定拌和水量與粉體用量”3、“決定各膠結(jié)材料用量”4以及“決定添加劑用量”5，并以第一具體實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明在第一具體實(shí)施例中，一水中不分散混凝土的28天目標(biāo)抗壓強(qiáng)度是280kgf/cm2，取得的粗粒料的干搗單位重(Glim)為1470kg/m3、吸水率(Ww/W)為1.07％，取得的細(xì)粒料的細(xì)度模數(shù)(F.M.)為2.8、吸水率(Ww/W)為1.7％，該水中不分散混凝土的漿體體積(Vpaste)為0.367m3，水粉體積比(Vw/Vpowder)為1.5，首先，在“決定粗粒料用量”1的步驟中，粗粒料的最大粒徑(Dmax)2.5cm，假設(shè)粗粒料的單位容積(G/Glim)為0.65，粗粒料爐干狀態(tài)的用量(G)為(G/Glim)×Glim＝0.65×1470＝956kg/m3，粗粒料用量(Gssd)＝G×〔1+(Ww/W)〕＝956×(1+1.07％)＝966kg/m3，粗粒料體積(Vg)為＝G÷γd＝956÷2600＝0.368m3；之后，在“決定細(xì)粒料用量”2的步驟中，若含氣量(A)設(shè)為5％，細(xì)粒料體積(Vsand)＝1-0.05-0.367-0.368＝0.215m3，細(xì)粒料用量(Vsand)＝0.215×2700＝580kg/m3；然后執(zhí)行“決定拌和水量與粉體用量”的步驟3，拌和水量(W)＝0.367/(1+1/1.5)×1000＝220kg/m3，粉體用量(Vpowder)＝220/1.5/1000＝0.1467m3；之后，依“決定膠結(jié)物用量”的步驟4，若該工程的目標(biāo)強(qiáng)度為280kgf/cm2，則對(duì)應(yīng)的水膠比(W/B)應(yīng)為0.489，膠結(jié)物的總量(B)＝220÷0.489＝450kg/m3，依水泥∶爐石粉的2∶1比例換算，水泥用量是為300kg/m3，爐石粉用量是為150kg/m3；粗粒料用量是為956kg/m3、細(xì)粒料用量是為580kg/m3。
另外，在本實(shí)施例中，減水劑可依廠牌不同，其固體含量(固成分)用量約為粉體用量的0.7wt％(3.15kg/m3)，內(nèi)聚力增加劑(PAA)，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.5wt％(2.25kg/m3)，輸氣劑(AE)，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的0.08％(0.36kg/m3)。此配比經(jīng)試拌，其坍度是為18cm；28天抗壓強(qiáng)度是為325kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為408kgf/cm2；而普通(空氣中)澆置經(jīng)試驗(yàn)所得28天的抗壓強(qiáng)度是為340kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為442kgf/cm2，其水中除空氣中強(qiáng)度比值分別為0.95與0.92。
本發(fā)明另一項(xiàng)發(fā)明為水中自充填(自密實(shí))混凝土，是具有水中自充填的功能，其配比用量中粒徑的分類相當(dāng)重要，故以粒徑大小主要區(qū)別為粗粒料、細(xì)粒料、粉體。依據(jù)本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其中水膠比是指拌和水與膠結(jié)料(binder)的重量比例，膠結(jié)料是包含水泥與卜作嵐材料(Pozzolans)等具有膠結(jié)功能的粉體，通常水膠比愈低表示膠結(jié)物的需求用量愈大，其強(qiáng)度亦隨之升高，漿體體積(Vpaste)是為水體積與粉體體積的總合，為確保良好的坍流度值(400～750mm)，而水粉體積比(Vw/Vpowder)是指水體積與粉體體積的比例，用以控制漿體的變形與粒料懸浮能力。
粗粒料(coarse aggregate)是為最大粒徑不大于25mm的碎石(crushedstone)或卵石(pebble)，依鋼筋的凈間距不同而選用粗粒料，粗粒料的粒徑應(yīng)小于單向鋼筋的凈間距的〔2/(2+3)〕倍或是小于雙向鋼筋的〔2/(2+3)〕倍，例如，當(dāng)粗粒料的最大粒徑為20mm時(shí)，單向鋼筋的凈間距不得小于37mm，雙向鋼筋的凈間距不得小于48mm，否則粗粒料將會(huì)堵塞于鋼筋前而形成拱狀，即架橋現(xiàn)象，而粗粒料的單位容積(G/Glim)范圍是依充填等級(jí)加以區(qū)分，實(shí)際上，粗粒料的用量(Gssd)是在600～1100kg/m3之間，較佳為700～850kg/m3。
依本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其中當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.0，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95，其配比設(shè)計(jì)流程是如圖1所示，其步驟流程依序?yàn)椤皼Q定粗粒料用量”1、“決定細(xì)粒料用量”2、“決定拌和水量與粉體用量”3、“決定各膠結(jié)材料用量”4以及“決定添加劑用量”5，并以第二具體實(shí)施例說(shuō)明在第二具體實(shí)施例中，水中自充填(自密實(shí))混凝土是應(yīng)用水中結(jié)構(gòu)工程，其28天抗壓強(qiáng)度是需要210kgf/cm2，取得的粗粒料的干搗單位重(Glim)為1470kg/m3、吸水率(Ww/W)為1.07％，取得的細(xì)粒料的細(xì)度模數(shù)(F.M.)為2.8、吸水率(Ww/W)為1.7％，該自充填混凝土的漿體體積(Vpaste)為0.45m3，水粉體積比(Vw/Vpowder)為1.70。
首先，在“決定粗粒料用量”1的步驟中，粗粒料的最大粒徑(Dmax)＝4×〔2/(2+√3)〕＝2.14cm，取粗粒料最大粒徑為2.54cm，若要求的充填等級(jí)為R2，假設(shè)粗粒料的單位容積(G/Glim)為0.50，粗粒料爐干狀態(tài)的用量(G)為(G/Glim)×Glim＝0.50×1470＝739kg/m3，粗粒料用量(Gssd)＝G×〔1+(Ww/W)〕＝739×(1+1.07％)＝747kg/m3，粗粒料體積(Vg)為＝G÷γssd＝739÷2600＝0.284m3；之后，在“決定細(xì)粒料用量”2的步驟中，若含氣量(A)設(shè)為5％，細(xì)粒料體積(Vsand)＝1-0.05-0.45-0.284＝0.216m3，細(xì)粒料用量(Vsand)＝0.216×2700＝583kg/m3；然后執(zhí)行“決定拌和水量與粉體用量”的步驟3，拌和水量(W)＝0.45/(1+1/1.70)×1000＝283kg/m3，粉體用量(Vpowder)＝283/1.70/1000＝0.166m3；之后，依“決定各膠結(jié)材料用量”的步驟4，水膠比(W/B)為0.566，膠結(jié)物的總量(B)＝283÷0.566＝500kg/m3，水泥∶爐石粉比例為60∶40，水泥用量是為300kg/m3，爐石粉用量是為200kg/m3，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的配比是為拌和水量280kg/m3、水泥用量300kg/m3、爐石粉用量200kg/m3(此時(shí)卜作嵐材料為總粉體量的40wt％)、粗粒料用量747kg/m3、細(xì)粒料用量583kg/m3，而減水劑依廠牌不同，其固體含量(固成分)用量為粉體用量的1.3％(6.5kg/m3)，內(nèi)聚力增加劑(PAA)，其固體含量(固成分)用量約為粉體用量的0.5％(2.5kg/m3)，輸氣劑(AE)的固體含量(固成分)用量約為粉體用量的0.08％(0.4kg/m3)。因此，在決定各原料的用量后，將粗粒料、細(xì)粒料與包含水泥與卜作嵐材料的粉體等固體原料計(jì)量好，將上述的固體原料、大部分拌和水(約三分之二的拌和水)與輸氣劑投入拌和機(jī)內(nèi)攪拌，進(jìn)行攪拌30秒，將由剩余的拌和水與減水劑形成的混合溶液投入進(jìn)行攪拌約10秒，最后將內(nèi)聚力增加劑投入進(jìn)行攪拌。
當(dāng)調(diào)配成一水中自充填(自密實(shí))混凝土?xí)r，進(jìn)行坍度試驗(yàn)(Slumptest)、坍流度試驗(yàn)(Slump flow test)、V形漏斗流速試驗(yàn)、鋼筋間隙通過(guò)試驗(yàn)及L型流度試驗(yàn)。坍流度試驗(yàn)是用以測(cè)試混凝土的流動(dòng)性以達(dá)到所需要的坍度(26cm以上)及坍流度值(400～750mm，直徑擴(kuò)散達(dá)50cm所需時(shí)間為3～25秒)，坍流度試驗(yàn)器具是如圖2所示，先將水中自充填(自密實(shí))混凝土填滿于一在平板12上的圓錐筒11，該圓錐筒11具有一較小的開(kāi)口，其直徑10cm，及一較大的開(kāi)口，其直徑為20cm，且其筒高為30cm，在填充后將圓錐筒11向上垂直提起，此時(shí)，自充填混凝土是在平板12上產(chǎn)生擴(kuò)散，量測(cè)當(dāng)水中自充填(自密實(shí))混凝土擴(kuò)散達(dá)直徑50cm時(shí)所需的時(shí)間，以及在停止擴(kuò)散后量測(cè)自充填(自密實(shí))混凝土的擴(kuò)散直徑，作為坍流度值，而在第二具體實(shí)施例的自充填(自密實(shí))混凝土是能符合坍落度擴(kuò)散值400～750mm及直徑擴(kuò)散達(dá)50cm所需時(shí)間為3～25秒的標(biāo)準(zhǔn)。
V形漏斗流速試驗(yàn)是用以測(cè)試水中自充填(自密實(shí))混凝土的稠度與析離度，其測(cè)試儀器是為如圖3所示的V型漏斗21，其下方是具有一較小口徑的開(kāi)口22(6.5cm×7.5cm)，開(kāi)口22處的管長(zhǎng)為15cm，V型漏斗21本體的寬為7.5cm、高為45cm、上緣長(zhǎng)為49cm，量測(cè)水中自充填(自密實(shí))混凝土完全流出V型漏斗21下方開(kāi)口22所需時(shí)間，經(jīng)試驗(yàn)，第一具體實(shí)施例的水中自充填(自密實(shí))混凝土是能符合V形漏斗流下時(shí)間7～20秒的標(biāo)準(zhǔn)。
鋼筋間隙通過(guò)試驗(yàn)(或稱箱型充填試驗(yàn))是用以測(cè)試水中自充填(自密實(shí))混凝土自行通過(guò)鋼筋并充填至模板角落的能力，如圖4所示，在鋼筋間隙通過(guò)試驗(yàn)中是將水中自充填(自密實(shí))混凝土填滿于試驗(yàn)儀器的A槽31(槽高為49cm)，其中A槽31與B槽32是以一固定隔板33鄰接隔開(kāi)，在固定隔板33的下方裝設(shè)有一活動(dòng)隔板34與一鋼筋柵欄35，依充填等級(jí)不同，裝設(shè)不同的鋼筋柵欄35或不裝設(shè)，在R3充填等級(jí)時(shí)，其是不裝設(shè)鋼筋柵欄35，水中自充填(自密實(shí))混凝土在靜置于A槽31一分鐘后打開(kāi)活動(dòng)隔板34，在A槽31的水中自充填(自密實(shí))混凝土是經(jīng)由下方往B槽32流動(dòng)，本實(shí)施例中的水中自充填(自密實(shí))混凝土流至B槽32的高度是可達(dá)到300mm以上。因此，經(jīng)由上述的坍度試驗(yàn)、坍流度試驗(yàn)、V形漏斗流速試驗(yàn)、鋼筋間隙通過(guò)試驗(yàn)可知，本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土具有良好的自充填能力。
L型流度試驗(yàn)是用以測(cè)試水中自充填(自密實(shí))混凝土自行通過(guò)雙層R2鋼筋，請(qǐng)參閱圖5所示，并可觀看混凝土在水中流動(dòng)情形與抗析離能力，在L型流度試驗(yàn)中是將水中自充填(自密實(shí))混凝土填滿于試驗(yàn)儀器的A槽41(容積為20×10×60cm)，其中A槽41與B槽42(容積為20×70×15cm)是以一固定隔板接隔開(kāi)，在固定隔板下方裝設(shè)有一活動(dòng)隔板與一鋼筋柵欄(R2障礙)43，并在B槽中點(diǎn)位置也設(shè)一活動(dòng)式鋼筋柵欄(R2障礙)43并且該B槽42內(nèi)灌滿水44，水中自充填(自密實(shí))混凝土在靜置于A槽41一分鐘后打開(kāi)活動(dòng)隔板，在A槽41的水中自充填(自密實(shí))混凝土是經(jīng)由下方往B槽42流動(dòng)。本發(fā)明依第二具體實(shí)施例配制的水中自充填(自密實(shí))混凝土流至B槽42的流度值是可達(dá)500mm以上，并且由圖6發(fā)現(xiàn)，不會(huì)有析離現(xiàn)象發(fā)生，水依然保持潔凈。圖7是為習(xí)知自充填混凝土在通過(guò)L型流度試驗(yàn)的照相圖，可以發(fā)現(xiàn)在通過(guò)L Box有污濁析離的現(xiàn)象。兩者對(duì)比，本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土明顯的水中不分離功效。
圖8則為本發(fā)明的水中不分散混凝土與習(xí)知傳統(tǒng)水中混凝土在水中澆置后的試體照相圖，其中，左側(cè)試體是為本發(fā)明的水中不分散混凝土，右側(cè)試體是為習(xí)知傳統(tǒng)水中混凝土，本發(fā)明的水中不分散混凝土的密實(shí)度顯然優(yōu)于習(xí)知傳統(tǒng)水中混凝土。
此外，圖9是為本發(fā)明的水中自充填(自密實(shí))混凝土在特密管中澆置的照相圖，該水中自充填(自密實(shí))混凝土采水中特密管澆置經(jīng)試驗(yàn)所得28天抗壓強(qiáng)度是為212kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為276kgf/cm2；而普通(空氣中)澆置經(jīng)試驗(yàn)所得28天抗壓強(qiáng)度是為222kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為295kgf/cm2，其水中除空氣中試體強(qiáng)度比值分別為0.95與0.94。
圖10是習(xí)知的自充填(自密實(shí))混凝土在特密管中澆置的照相圖，該自充填(自密實(shí))混凝土采水中特密管澆置經(jīng)試驗(yàn)所得28天抗壓強(qiáng)度是為194kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為254kgf/cm2；而普通(空氣中)澆置經(jīng)試驗(yàn)所得28天抗壓強(qiáng)度是為352kgf/cm2，91天抗壓強(qiáng)度是為470kgf/cm2，其水中除空氣中試體強(qiáng)度比值分別為0.55與0.54。
第二具體實(shí)施例的水中自充填(自密實(shí))混凝土是具有大于210kgf/cm2、高流動(dòng)性、自充填性能且于水中不會(huì)有漿體粒料分離現(xiàn)象，強(qiáng)度比值顯現(xiàn)出混凝土于水中澆置品質(zhì)穩(wěn)定，適用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程。如以下附表所示水中自充填(自密實(shí))混凝土的評(píng)價(jià)參考值(建議值)
注(1)V75漏斗是指卸出口斷面尺寸為75mm×75mm的V形漏斗。
(2)S100漏斗是鉛直設(shè)置的鋼制中空?qǐng)A柱體形漏斗，其直圓管的上緣平滑可調(diào)水平，內(nèi)壁為光滑表面，其內(nèi)徑為98mm、高為800mm、容積為6.28L，上下兩端開(kāi)口，在底端卸料口處，設(shè)有可瞬間開(kāi)啟且具水密性的閥門(mén)。
因此，本發(fā)明所提供的水中不分散混凝土與水中自充填(自密實(shí))混凝土，是具有適當(dāng)強(qiáng)度、高坍流度、自充填(自密實(shí))性能及水中澆置不析離等特性，并且各個(gè)齡期的fc’uw/fc’air值均高于日本JSCE-D104規(guī)準(zhǔn)建議值80％，適用于一般水下結(jié)構(gòu)物工程。
因此，本發(fā)明是提供一種品質(zhì)極為穩(wěn)定的水中不分散混凝土，在水中澆置時(shí)坍度為5～27.5cm；更佳的，其亦可以產(chǎn)制水中自充填(自密實(shí))混凝土，不但符合自充填的性能要求，坍流度值(400～750mm及直徑擴(kuò)散達(dá)50cm所需時(shí)間為3～25秒)、箱形試驗(yàn)充填高度(300mm以上)及V漏斗流下時(shí)間(7～20秒)、L流度值超過(guò)500mm且水不混濁又不析離等，而且具備有適當(dāng)強(qiáng)度(28、91天抗壓強(qiáng)度140～630kgf/cm2)，能夠廣泛地運(yùn)用于水下與河海工程，此外，本發(fā)明亦揭示了一種水中不分散混凝土的配比設(shè)計(jì)流程方法，可以供產(chǎn)制水中混凝土，從而更加適于實(shí)用。
以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動(dòng)或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種水中不分散混凝土，其特征在于其配比包含粗粒料(coarse aggregate)，其用量是介于600～1200kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，其用量是500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其至少包含有水泥(cement)；拌和水；以及內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～5.0wt％；其中，當(dāng)拌和完成，該水中不分散混凝土的水膠比(W/B)是在0.2～1.0，漿體體積是為0.235～0.619m3，水粉體積比是為0.438～3.150。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中不分散混凝土，其特征在于其可產(chǎn)制坍度為5.0～27.5cm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中不分散混凝土，其特征在于其中所述的內(nèi)聚力增加劑是為聚丙烯酰胺類。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中不分散混凝土，其特征在于其中所述的拌和水的用量是為140～300kg/m3。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中不分散混凝土，其特征在于其中所述的粉體另包含有卜作嵐材料(Pozzolans)，其是選自爐石粉(groundgranulated blast-furnace slag，GGBFS)、硅灰(silica fume)、飛灰(flyash)、稻殼灰(rice husk ash)、沸石粉(zeolite powder)與上述的組合的其中之一。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或5所述的水中不分散混凝土，其特征在于其中所述的粉體另包含有不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料，其中該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料是選自石灰石粉、轉(zhuǎn)爐爐碴粉、氣冷高爐爐碴粉、橄欖石粉、白云石粉、輝石粉、角閃石粉、方解石粉、斜長(zhǎng)石粉、石英粉、正長(zhǎng)石粉、硅砂粉與上述的組合的其中之一。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水中不分散混凝土，其特征在于其中所述的卜作嵐材料與該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料的組合用量是占該粉體總用量的90wt％以下。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水中不分散混凝土，其特征在于其另包含有減水劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～3.0wt％。
9.一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其配比包含粗粒料(coarse aggregate)，其用量是介于600～1100kg/m3；細(xì)粒料(fine aggregate)，其用量是500～1100kg/m3，其細(xì)度模數(shù)(F.M)是介于2.2～3.2；粉體，用量300～700kg/m3，其是至少包含有水泥；拌和水；內(nèi)聚力增加劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～5.0wt％；以及減水劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～3.0wt％；其中，當(dāng)拌和完成，該水中自充填(自密實(shí))混凝土的水膠比(W/B)是在0.22～1.00，漿體體積是為0.25～0.60m3，水粉體積比是為0.50～2.95。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其中所述的內(nèi)聚力增加劑是為聚丙烯酰胺類。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其中所述的內(nèi)聚力增加劑的組成是包含丙烯酰胺及其衍生物的均聚物和共聚物，其主要型態(tài)是為水溶性膠體、粉狀固體或乳劑(乳化劑)，每一型態(tài)并可為陽(yáng)離子型、陰離子型、或非離子型，或選自于聚氧化乙烯類(polyoxyalkylene)、多醣類(polysaccharide)、胺甲基化產(chǎn)物類、聚乙烯亞胺類(polyethylenimine)、聚甲基丙烯酸胺類(poly methylacrylateamine)、聚乙烯基咪唑類(poly vinylimidazole)、二鹵鍵烴與多胺縮合物、聚乙烯吡啶鹽類(poly vinyl pyridine)、聚丙烯酸鈉類(poly sodiumacrylate)、纖維素類(cellulose derivatives)、聚丙烯磺酸鈉類(polypropylene sodium sulfonate)、聚甲基丙烯酸鈉(poly sodiummethylacrylate)、薄朊酸鈉類的其中之一。
12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其中所述的拌和水的用量是為140～300kg/m3。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其中所述的粉體另包含有卜作嵐材料(Pozzolans)與不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料，其中該卜作嵐材料與該不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料的組合用量是占該粉體總用量的90wt％以下。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的水中自充填(自密實(shí))混凝土，其特征在于其另包含有輸氣劑，其固體含量(固成分)用量是為粉體用量的0.1～2.0wt％。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種水中不分散混凝土，其配比為粗粒料；粉體，包含有水泥、卜作嵐材料或不具膠結(jié)性質(zhì)的惰性材料；拌和水；以及，內(nèi)聚力增加劑(例如聚丙烯酰胺等)；可產(chǎn)制水中不分散混凝土。更佳地，提供一種水中自充填(自密實(shí))混凝土，不僅具有水中不分散的功能，其工作性可完全符合自充填混凝土規(guī)格，可填滿鋼筋間隙并具有自充填及自密實(shí)與適當(dāng)中強(qiáng)度的效果，其配比包含粗粒料；細(xì)粒料；內(nèi)聚力增加劑；以及減水劑。當(dāng)拌和完成，可供適用于一般水中結(jié)構(gòu)物工程。此外，本發(fā)明亦揭示了該水中不分散混凝土與水中自充填混凝土的配比設(shè)計(jì)程序及調(diào)配方法。本發(fā)明品質(zhì)極為穩(wěn)定，且具有適當(dāng)強(qiáng)度，不但符合自充填性能要求，且水不混濁又不析離，能廣泛運(yùn)用于水下與河海工程。
文檔編號(hào)C04B24/26GK101077832SQ20061008065
公開(kāi)日2007年11月28日 申請(qǐng)日期2006年5月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月23日
發(fā)明者趙文成 申請(qǐng)人:趙文成