混凝土组合物的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的夺叉引用
[0002] 本非临时申请在35U.S.C. § 119(a)下要求分别于2014年4月30日和2014年6 月25日在日本提交的专利申请No. 2014-093585和2014-129774的优先权，由此通过引用 将其全部内容并入本文。
技术领域
[0003] 本发明涉及混凝土组合物，更具体地，涉及耐离析例如泌水的减少并且防止任何 经时的流动性的损失的混凝土组合物。
【背景技术】
[0004] 根据水泥的水合反应的进行，混合后随时间的经过，混凝土逐渐失去流动性。这暗 示混凝土随时间的经过失去施工性和作业性。关于通过进料管道的混凝土的栗送，如果由 于操作者休息或者过程改变而将栗送操作中断而后重新开始，则产生问题。由于在休止期 间进料管道中的混凝土的流动性降低，因此在栗送重新开始时栗送压力急剧上升。流动性 进一步降低的情况下，进料管道能够被混凝土堵塞。
[0005] 现有技术中，将掺加料添加到水硬性混凝土组合物中以改善它们的流动性。已知 的掺加料是减水剂和高效减水剂，包括木质素磺酸系减水剂、聚羧酸系减水剂、萘系减水剂 (例如，萘磺酸/甲醛缩合物盐）、和蜜胺系减水剂（例如，蜜胺磺酸/甲醛缩合物盐）。尽管 这些掺加料对于改善流动性有效，但它们遭受严重的坍落度损失，即，经时的流动性损失。
[0006] 为了防止新拌混凝土的物理性能经时变化，通常的作法是选择坍落度保持剂、缓 凝剂和促凝剂的种类和量。例如，专利文献1公开了分散剂与促凝剂例如亚硝酸钙的组合。 专利文献2和3公开了坍落度保持剂例如羟基羧酸或其盐与缓凝剂例如糖类或糖醇的组 合。
[0007] 由于两种掺加料的比例对效果产生大的影响，因此专利文献1的方法难以满足耐 离析性和坍落度损失两者。专利文献2和3的方法提供60分钟的断续的混合后具有低坍 落度损失的混凝土。但是，一旦施工中断，重新开始施工时栗送可能变得困难。
[0008] 引用列表
[0009] 专利文献 I :JP-A H05-213651 (EP 0537872)
[0010] 专利文献 2 :JP-A HO9-O25H9
[0011] 专利文献 3 :JP-A H〇9_040447
【发明内容】
[0012] 本发明的目的是提供混凝土组合物，其包含对混凝土赋予适合的稠度并且具有充 分的润滑性以防止集料缠结在一起的纤维素醚，由此减轻经时的流动性损失。
[0013] 本发明人已发现通过使用具有所需的水溶液粘度并且对混凝土赋予适合的坍落 度比的纤维素醚，能够解决未解决的问题。
[0014] 本发明提供混凝土组合物，其包含非离子水溶性纤维素醚、水、水泥、细集料和粗 集料，其中该非离子水溶性纤维素醚在20°c下具有3-1，OOOmPa · S的2wt%水溶液粘度并 且该混凝土组合物具有至少0. 50的坍落度比（A/B)。
[0015] 优选地，该混凝土组合物，在混合后即刻，具有5-24cm的坍落度值，其根据JIS A 1101测定。
[0016] 优选地，该非离子水溶性纤维素醚的添加量为0. 01-5kg每立方米的该混凝土组 合物。也优选地，其为羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基纤维素或羟乙基纤维素。
[0017] 优选地，该混凝土组合物具有35-72重量％的范围内的水/水泥比。
[0018] 发明的有利效果
[0019] 本发明的混凝土组合物耐离析（或成分分离）并且在一段时期的静置熟化后经历 最小的流动性损失，而且在施工过程中经历最小的栗送能力的经时变化。
【具体实施方式】
[0020] 本发明提供混凝土组合物，其包含非离子水溶性纤维素醚、水、水泥、细集料和粗 集料作为必要成分。
[0021] 根据本发明，该非离子水溶性纤维素醚形成具有3-l，000mPa· s、优选地 20-800mPa，s、更优选地50-500mPa，s的粘度的2wt%水溶液，该粘度是以20rpm、采用B-H 粘度计在20°C下测定的。如果纤维素醚的20°C下的2wt%水溶液粘度超过1，OOOmPa · s， 这暗示太高的稠度，不利地影响混合后即刻的流动性。如果粘度小于3mPa *s，发生泌水，集 料沉降，并且凝固后的强度变得不均匀。
[0022] 本文中使用的非离子水溶性纤维素醚的实例包括羟丙基甲基纤维素、羟乙基甲基 纤维素和羟乙基纤维素。
[0023] 羟丙基甲基纤维素应优选具有1.0-2.0、更优选地1.2-1.8的甲基取代度，和 0. 05-0. 45、更优选地0. 10-0. 40的羟丙基的摩尔取代度（取代摩尔数）。羟乙基甲基纤维 素应优选具有1. 0-2. 0、更优选地1. 2-1. 8的甲基取代度和0. 05-0. 45、更优选地0. 10-0. 40 的羟乙基的摩尔取代度。羟乙基纤维素应优选具有0. 05-3. 00、更优选地0. 10-2. 90的羟乙 基的摩尔取代度。
[0024] 应指出地是，DS是指"取代度"和MS是指"摩尔取代度"。关于烷基的DS和羟烷 基的MS，可通过Japanese Pharmacopoeia，第16版中规定的hypromellose (轻丙基甲基纤 维素）的DS的分析而进行测定。
[0025] 优选地，非离子水溶性纤维素醚的添加量为0. 01_5kg每立方米的混凝土组合物， 更优选地0. 〇5-3kg/m3,进一步更优选地0. l-2kg/m3。如果添加量超过5kg，起因于过高稠度 的流动性损失以及非离子水溶性纤维素醚的凝固延迟效应可能招致初期材龄强度的降低。 如果添加量小于0. 01kg，可能产生问题，包括不足的耐离析性、泌水、集料沉降、凝固后的不 均匀强度和耐久性差。
[0026] 本文中使用的水泥的实例包括普通娃酸盐水泥、早高强娃酸盐水泥、中热娃酸盐 水泥、硅酸盐高炉矿渣水泥、硅石水泥、飞灰水泥、高铝水泥和超早强硅酸盐水泥。
[0027] 混凝土组合物优选具有35_72wt %、更优选地45_63wt %的范围内的水/水泥比。 如果水/水泥比超过72wt %，离析可能发生，或者可能使凝固显著地延迟。如果该比小于 35wt %，即使使用减水剂时，流动保持性也可能变得不足。
[0028] 该混凝土组合物含有粗集料和细集料作为集料。适合的粗集料包括河砾石、陆砾 石、坑砾石（pit gravel)和碎石，适合的细集料包括河砂、陆砂、坑砂和碎砂。这些中，为了 使混凝土组合物流动，优选使用河砾石和河砂。细集料的粒径优选为至多5_。粗集料具有 优选地至多40mm、更优选地至多25mm的较大的粒径。
[0029] 添加的集料（粗集料和细集料）的适合量为1，000-2, 300kg每立方米的混凝 土组合物，更优选地1，150-2, 150kg/m3。添加的细集料的适合量为400-1，100kg/m3、更 优选地500-1，OOOkg/m3的混凝土。添加的粗集料的适合量为600-1，200kg/m3、更优选地 650-1，150kg/m3的混凝土。为了流动性或充分的强度，全部集料中砂石比（体积％ )优选 为33-51体积％，更优选为35-50体积％，进一步更优选为37-49体积％。
[0030] 本发明的实施中，为了用低含量的水获得良好的流动保持性，如果需要，可添加减 水剂。
[0031] 减水剂中，聚羧酸系减水剂包括聚羧酸醚、聚羧酸酯/交联聚合物复合物、聚羧酸 醚/取向聚合物复合物、聚羧酸醚/高度改性聚合物复合物、聚醚羧酸聚合物、马来酸共聚 物、马来酸酯共聚物、马来酸衍生物共聚物、含羧基的聚醚、砜封端的含聚羧酸的多组分聚 合物、聚羧酸系接枝共聚物、聚羧酸系化合物和聚羧酸醚系聚合物。蜜胺系减水剂包括蜜胺 磺酸-甲醛缩合物、蜜胺磺酸盐缩合物和蜜胺磺酸盐-多元醇缩合物。木质素系减水剂包 括木质素磺酸盐及其衍生物。其中，对于减水效果、流动性和流动保持性，优选聚羧酸系减 水剂。
[0032] 尽管可根据其类型和等级来确定添加的减水剂的量，但适合的量为0.01-5重量 份每100重量份的水泥。将减水剂用于用尽可能低的水含量来获得高流动性时，极少量的 减水剂可能是无效的。过量的减水剂可能引起泌水和离析，典型地集料沉降，因此强度的损 失。
[0033] 该混凝土组合物中，为了获得适当含量的空气以使混凝土耐久，如果需要，可添加 引气剂。适合的引气剂包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两 性表面活性剂。阴离子表面活性剂的实例为羧酸、硫酸酯、磺酸和磷酸酯型表面活性剂。阳 离子表面活性剂的实例为胺盐、伯胺盐、仲胺盐、叔胺盐和季胺盐型表面活性剂。非离子表 面活性剂的实例为酯、酯-醚、醚和链烷醇酰胺型表面活性剂。两性表面活性剂的实例为氨 基酸和磺基甜菜碱型表面活性剂。这些引气剂中，为了高效的引气，优选选择阴离子表面活 性剂。
[0034] 引气剂的适当量为0. 0001-1重量份、更优选地0. 001-0. 1重量份每100重量份的 水泥。大于1份的引气剂可能导致空气含量过剩的混凝土并因此导致低强度。小于0.0001 份的引气剂可能无法将足够量的空气引入以改善抗冻性（耐寒性/耐冻融性）。
[0035] 该混凝土组合物中，为了防止混合时引入的过量空气使强度降低，如果需要，可使 用消泡剂。适合的消泡剂包括氧化烯、有机硅、醇、矿物油、脂肪酸和脂肪酸酯系消泡剂。氧 化烯系消泡剂的实例包括聚氧化烯例如（聚）氧乙烯-(聚）氧丙烯加成物；（聚）氧化烯 烷基醚例如二甘醇庚基醚、聚氧乙烯油基醚、聚氧丙烯丁基醚、聚氧乙烯聚氧丙烯2-乙基 己基醚，和8个以上碳原子的高级醇或12-14个碳原子的仲醇的氧化乙烯氧化丙烯加成物； (聚）氧化烯（烷基）芳基醚例如聚氧丙烯苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚；由氧化烯与炔 属醇例如2, 4, 7, 9-四甲基-5-癸炔-4, 7-二