CN1525947A - 水固化性组合物 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及水固化性组合物，其含有(A)100重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的水泥、(B)10～40重量份BET比表面积为5～25m2/g的微粒和(C)15～55重量份布伦比表面积为2500～30000cm2/g，且比所述水泥(A)的布伦比表面积大的无机颗粒。所述无机颗粒(C)可以由10～50重量份布伦比表面积为5000～30000cm2/g的无机颗粒A和5～35重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的无机颗粒B构成。本发明的水固化性组合物具有自充填性和极其优异的施工性，同时固化后具有优异的机械强度。

Description

水固化性组合物
技术领域
本发明涉及水固化性组合物，所述水固化性组合物固化前具有自填充性(优异的流动性和材料分离抵抗性)，施工性优异，同时固化后的机械特性(压缩强度、弯曲强度)优异。
背景技术
以往，进行了对机械特性(压缩强度、弯曲强度)优异的水泥材料(混凝土等)的开发。
例如，特公昭60-59182号公报权利要求中公开了含有如下成分的水固化性复合材料。粒径为50～0.5μm的无机固体颗粒A(例如二氧化硅粉末颗粒)、粒径为0.5～100μm的至少比颗粒A大1个数量级的固体颗粒B(例如至少20重量％由普通硅酸盐水泥形成的颗粒)、表面活性分散剂(例如高缩合萘磺酸/甲醛聚合物等混凝土超级减水剂和其他材料C(从砂、石、金属纤维等中选出的物质)。
该公报中所述的水固化性复合材料固化后的压缩强度大于等于100MPa，具有优异的机械特性(第32页63栏第1表)。
一般来说，如上述公报所述的机械特性(压缩强度、弯曲强度)优异的水泥类组合物(混凝土等)有以下优点。
(a)浇注混凝土构建建筑物等时，混凝土层可以变薄，从而可以减少混凝土的使用量，降低成本，增大利用空间等。
(b)在制作预浇注部件时，该预浇注部件的厚度可以变薄，从而可以轻质化，便于搬运或施工。
(c)提高了耐磨耗性和对中性化、蠕变等方面的耐久性。
上述特公昭60-59182号公报所述的水固化性复合材料符合(a)～(c)的优点，所以是优选的材料。
但是，更希望在具有上述公报所述的水固化性复合材料的特性之外，还具有自充填性。
即，浇注混凝土构建建筑物、制作预浇注部件时，从缩短混凝土等水固化性组合物的添加时间、缩短添加后的混凝土等的振动必要时间等角度出发，使用流动性和材料分离抵抗性优异的水固化性组合物(具有所谓自充填性的水固化性组合物)更加有利。
对于上述特公昭60-59182号公报公开的水固化性复合材料，提高固化前的流动性和材料的分离抵抗性并改善固化后的机械特性(压缩强度、弯曲强度等)是困难的。例如为了得到超过130MPa的压缩强度时，或为改善弯曲强度而添加纤维时，水/结合材料的比例必需是小于等于0.20的极小值，所以流动性变小，没有自充填性。而为确保自充填性，则水/结合材料的比例和减水剂的用量变大，很难得到超过130MPa的压缩强度。
发明内容
基于上述观点，本发明的目的是提供一种水固化性组合物，其固化前的流动性和材料分离抵抗性优异，具有自填充性，同时固化后具有超过130MPa的压缩强度等，机械特性(压缩强度、弯曲强度)优异。
可以达到上述目的的本发明的水固化性组合物的特征是含有(A)100重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的水泥、(B)10～40重量份BET比表面积为5～25m2/g的微粒和(C)15～55重量份布伦比表面积为2500～30000cm2/g，且比所述水泥的布伦比表面积大的无机颗粒。
这样的水固化性组合物与减水剂和水合用时，固化前具有自填充性(优异的流动性和材料分离抵抗性)，施工性优异，同时固化后具有超过130MPa的压缩强度等，机械特性(压缩强度、弯曲强度)优异。
本发明的水固化性组合物中所述无机颗粒(C)可以由10～50重量份布伦比表面积为5000～30000cm2/g的无机颗粒A和5～35重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的无机颗粒B构成。使用这种布伦比表面积不同的2种无机颗粒可以进一步改善施工性和强度。
本发明的水固化性组合物的构成可以如下所述。所述无机颗粒A具有比所述水泥和所述无机颗粒B更大的布伦比表面积，并且所述水泥和所述无机颗粒B的布伦比表面积的差大于等于100cm2/g。这样的组成可以进一步改善施工性和强度。
另外，本发明的水固化性组合物的构成可以如下所述，所述无机颗粒A的布伦比表面积比所述水泥颗粒和所述无机颗粒B的布伦比表面积大1000cm2/g或1000cm2/g以上。这样的组成可以进一步改善施工性和强度。
本发明的水固化性组合物中，相对100重量份的水泥，可以含有少于等于130重量份的粒径小于等于2mm的骨材(D)。
其中，所述骨材(D)中优选小于等于75μm的颗粒的含量小于等于2.0重量％。这样的组成可以进一步改善流动性和材料的分离抵抗性。
本发明的水固化性组合物还可以含有金属纤维。含有金属纤维可以提高弯曲强度等。
本发明的水固化性组合物还可以含有有机纤维和/或碳纤维。含有有机纤维和/或碳纤维可以提高破坏能量等。
本发明的水固化性组合物可以配制成含有减水剂和水的同时，固化前，流值大于等于230mm，固化后，压缩强度大于等于130MPa、弯曲强度大于等于15MPa的组合物。
另外，本发明的水固化性组合物可以配制成固化后破坏能量大于等于10KJ/m2的组合物。为了达到如此大的破坏能量，可以混合上述的有机纤维和/或碳纤维等。
具体实施形式
下面对本发明进行详细说明。
作为本发明使用的水泥(A)，可以举出普通硅酸盐水泥、速凝普通水泥、中热硅酸盐水泥、低热硅酸盐水泥等各种硅酸盐水泥。
本发明中，当要提高水固化性组合物的早期强度时，优选使用速凝普通水泥，当要改善水固化性组合物的流动性时，优选使用中热硅酸盐水泥或低热硅酸盐水泥。
水泥的布伦比表面积为2500～5000cm2/g，优选为3000～4500cm2/g。该值不足2500cm2/g时有如下缺点，水合反应不活泼，压缩强度很难超过130MPa等；该值超过5000cm2/g时有如下缺点，水泥粉碎时间长，为得到特定的流动性时所需水量增多，从而导致固化后的收缩量变大等。
作为本发明使用的微粒(B)，可以举出硅烟雾、二氧化硅粉末、飞灰、矿渣、火山灰、硅酸溶胶、沉降二氧化硅等。
一般来说，硅烟雾或二氧化硅粉末的BET比表面积为5～25m2/g，不必粉碎，是本发明优选的微粒。
微粒的BET比表面积为5～25m2/g，优选为8～25m2/g。该值不足5m2/g时，组合物的粒子填充性不够细密，所以有压缩强度很难超过130MPa等缺点；该值超过25m3/g时，为得到特定的流动性时所需水量增多，所以有压缩强度很难超过130MPa等缺点。
相对于100重量份的水泥，微粒的混合量为10～40重量份，优选25～40重量份。混合量在10～40重量份以外，则导致流动性极为低下。
作为本发明使用的无机颗粒(C)，其是水泥以外的无机颗粒，可以举出矿渣、石灰石粉末、长石类、莫来石、氧化铝粉末、石英粉末、飞灰、火山灰、硅酸溶胶、碳化物粉末、氮化物粉末等。从成本和固化后质量的稳定性的角度考虑，其中，优选矿渣、石灰石粉末、石英粉末。
无机颗粒(C)的布伦比表面积为2500～30000cm2/g，优选为4500～20000cm2/g，并且其布伦比表面积比水泥的布伦比表面积大。
无机颗粒的布伦比表面积不足2500cm2/g时，其与水泥的布伦比表面积的差值小，有很难确保自充填性的缺点；超过30000cm2/g时，粉碎麻烦，获得材料变得困难，有很难得到特定的流动性等缺点。
无机颗粒与水泥相比，具有大的布伦比表面积，所以，无机颗粒具有可以填埋在水泥和微粒的缝隙的粒度，可以确保自充填性。
从固化前的作业性(施工性)和固化后强度方面出发，无机颗粒和水泥的布伦比表面积的差优选为大于等于1000cm2/g，更优选大于等于2000cm2/g。
相对于100重量份的水泥，无机颗粒的混合量为15～55重量份，优选为20～50重量份。混合量在15～55重量份以外时，施工性极为低下。
本发明中，作为无机颗粒，可以合用不同的2种无机颗粒A和无机颗粒B。
此时无机颗粒A和无机颗粒B可以使用同种类的粉末(例如石灰石粉末)，也可以使用不同种类的粉末(例如石灰石粉末和石英粉末)。
无机颗粒A的布伦比表面积为5000～30000cm2/g，优选为6000～20000cm2/g。另外，与水泥或无机颗粒B相比，无机颗粒A的布伦比表面积大。
无机颗粒A的布伦比表面积不足5000cm2/g时，其与水泥和无机颗粒B的布伦比表面积的差小，与上述使用1种无机颗粒时相比，不仅改善施工性等的效果小，而且由于使用了2种无机颗粒，材料的准备变得复杂麻烦，所以不是优选的。该布伦比表面积超过30000cm2/g时，粉碎麻烦，获得材料变得困难，有很难得到特定流动性等缺点。
另外，与水泥或无机颗粒B相比，无机颗粒A的布伦比表面积大，所以，无机颗粒A可以填埋在水泥及无机颗粒B和微粒之间的空隙中，可以更好地确保优异的自填充性。
从固化前的作业性(施工性)和固化后强度的表现性方面出发，无机颗粒A与水泥及无机颗粒B的布伦比表面积的差(也就是说，无机颗粒A与水泥和无机颗粒B中布伦比表面积大的一种的布伦比表面积差)优选大于等于1000cm2/g，更优选大于等于2000cm2/g。
无机颗粒B的布伦比表面积为2500～5000cm2/g。另外，水泥和无机颗粒B的布伦比表面积的差优选大于等于100cm2/g。从固化前的作业性(施工性)和固化后强度的表现性方面出发，优选大于等于200cm2/g。
无机颗粒B的布伦比表面积不足2500cm2/g时，有自充填性差等缺点，超过5000cm2/g时，与上述使用1种无机颗粒时相比，不仅布伦比表面积的数值与无机颗粒A的数值接近，施工性等的改善效果小，而且由于使用了2种无机颗粒，材料的准备变得复杂，所以不是优选的。
另外，水泥和无机颗粒B的布伦比表面积的差大于等于100cm2/g时，改善了构成组合物的颗粒的充填性，可以确保更优异的自充填性等。
相对于100重量份的水泥，无机颗粒A的混合量为10～50重量份，优选为15～40重量份。相对于100重量份的水泥，无机颗粒B的混合量为5～35重量份，优选为10～30重量份。无机颗粒A和无机颗粒B的混合量在上述数值以外时，与上述使用1种无机颗粒时相比，不仅改善施工性等的效果小，而且由于使用了2种无机颗粒，材料的准备变得复杂，所以不是优选的。
相对于100重量份的水泥，无机颗粒A和无机颗粒B的总量为15～55重量份，优选为25～50重量份。总量在15～55重量份以外时，施工性极为低下。
作为本发明使用的骨材(D)，可以使用河砂、陆砂、海砂、碎砂、石英砂等或这些的混合物。
骨材(D)优选使用粒径小于等于2mm的骨材。其中，骨材的粒径是指85％重量累计粒径。骨材的粒径超过2mm时，固化后的机械特性低下，所以不是优选的。
另外，骨材(D)优选使用小于等于75μm的颗粒的含量小于等于2.0重量％的骨材。该含量超过2.0重量％时，水固化性组合物的流动性和作业性极为低下，所以不是优选的。
另外，本发明中，从固化后的强度表现性出发，优选使用最大粒径小于等于2mm的骨材，更优选使用最大粒径小于等于1.5mm的骨材。另外，从流动性和作业性出发，优选使用小于等于75μm的颗粒的含量小于等于1.5重量％的骨材。
从水固化性组合物的施工性或固化后的机械强度的观点出发，相对100重量份的水泥、微粒和无机颗粒的总量，骨材的混合量优选为少于等于130重量份，从自身收缩或干燥收缩的减少、水和发热量的减少等观点出发，骨材的混合量更优选为30～130重量份，特别优选40～130重量份。
为了大幅提高固化后的弯曲强度等，本发明的水固化性组合物可以含有金属纤维。
作为金属纤维，可以举出钢纤维、不锈钢纤维、无定形纤维等。其中，钢纤维具有优异的强度，并且，从成本或获得的容易性出发，钢纤维是优选的材料。对于金属纤维的大小，从防止水固化性组合物中金属纤维的材料分离或改善固化后的弯曲强度的角度出发，优选直径为0.01～1.0mm、长为2～30mm的金属纤维，更优选直径为0.05～0.5mm、长为5～25mm的金属纤维。另外，金属纤维的长径比(纤维长/纤维直径)优选20～200，更优选40～150。
金属纤维的形状优选比直线状具有更大物理附着力的任何形状(例如螺旋状或波形)。螺旋状等形状的金属纤维和基质可以负担抻拉时的压力，所以可以提高弯曲强度。
作为金属纤维的优选例子，可以举出，例如由直径小于等于0.5mm，张力强度为1～3.5Gpa的钢纤维形成，并且对具有180MPa压缩强度的水泥质固化体(砂浆等)的表面附着强度(附着面的单位面积的最大张力)大于等于3MPa的金属纤维。本例中，金属纤维可以加工成波形或螺旋形。另外，本例的金属纤维周面上可以添加阻止相对基质的运动(纵向的滑动)的沟槽或突起。另外，本例的金属纤维的钢纤维表面上可以设置具有杨氏系数但杨氏系数小于钢纤维的金属层(例如，从锌、锡、铜或铝等中选出的1种或多种金属构成的金属层)。
按水固化性组合物(例如由水泥、微粒、无机颗粒、骨材、金属纤维、减水剂、水组成的组合物)中的体积百分比计算，金属纤维的混合量优选小于等于4％，更优选为0.5～3％，特别优选为1～3％。混合量超过4％，为了确保混合时的作业性，则必需增大单位用水量，并且增加混合量也不能改善金属纤维的增强效果，是不经济的，并且混合物中容易产生所谓的纤维球，所以不是优选的。
从提高固化后的破坏能量等角度出发，本发明的水固化性组合物可以含有有机纤维和/或碳纤维。
作为本发明使用的有机纤维，可以举出，维尼纶纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、酰胺纤维等。作为碳纤维，可以举出，PAN类碳纤维或沥青类碳纤维。从成本或获得的容易性的角度出发，其中优选使用维尼纶纤维和/或聚丙烯纤维。
从防止水固化性组合物中纤维材料的分离，优选有机纤维和/或碳纤维直径为0.005～1.0mm、长为2～30mm，更优选其直径为0.01～0.5mm、长为5～25mm。另外，有机纤维和/或碳纤维的长径比(纤维长/纤维直径)优选为20～200，更优选为30～150。
按水固化性组合物(例如由水泥、微粒、无机颗粒、骨材、有机纤维和/或碳纤维、减水剂、水组成组合物)中的体积百分比计算，有机纤维和/或碳纤维的混合量优选为0.1～10.0％，更优选为1.0～9.0％，特别优选为2.0～8.0％。混合量不足0.1％，则不能充分的提高固化后的破坏能量，难以得到大于等于10.0KJ/m2的破坏能量，所以不是优选的。混合量超过10.0％时，为了确保混合时的作业性，则必需增大单位用水量，并且增加混合量也不能改善金属纤维的增强效果，是不经济的，并且混合物中容易产生所谓的纤维球，所以不是优选的。
另外，金属纤维与有机纤维和/碳纤维合用也可以。
使用所述各材料配制泥浆或砂浆时，所述各材料与减水剂和水混合。
作为减水剂，可以使用木质素类、萘磺酸类、三聚氰胺类、聚碳酸类减水剂、AE减水剂、高性能减水剂或高性能AE减水剂。其中，优选使用脱水效果大的高性能减水剂或高性能AE减水剂，特别优选使用聚碳酸类高性能减水剂或高性能AE减水剂。
相对于所述各材料(水泥、微粒、无机颗粒)的总量为100重量份，将减水剂换算成固体成分，减水剂的混合量优选为0.1～4.0重量份，更优选0.3～2.0重量份。混合量不足0.1重量份，则难以混合，同时流动性变差，得不到自充填性。混合量超过4.0重量份，则发生材料分离或出现明显的凝结延迟，并且，固化后的机械特性降低。
另外，减水剂可以使用液态或粉末状态的任何形式。
相对于所述各材料(水泥、微粒、无机颗粒)的总量为100重量份，配制泥浆或砂浆时使用的水量优选为10～30重量份，更优选为12～25重量份。水量不足10重量份，则难以混合，同时流动性变差，得不到自充填性。水量超过30重量份，则固化后的机械特性降低。
固化前的泥浆或砂浆的流值优选大于等于230mm，更优选大于等于240mm。
另外，使用无机颗粒A和无机颗粒B作为无机颗粒时，固化前的泥浆或砂浆的流值优选大于等于240mm，更优选大于等于250mm。特别是使用小于等于75μm的粒子的含量小于等于2.0重量％的骨材时，该流值优选大于等于250mm，更优选大于等于265mm，特别优选大于等于280mm。另外，本说明书中流值是根据“JIS R 5201(水泥的物理试验方法)11.流值试验”所述的方法，不进行15次坠落运动，直接进行测定。
另外，所述流值试验中，优选在10.5秒以内，流值达200mm，更优选在10.0秒以内，流值达200mm。该时间可以用来作为评价作业性和粘性的标准。
固化后的泥浆和砂浆的压缩强度优选大于等于130MPa，更优选大于等于140MPa。
固化后的泥浆和砂浆的弯曲强度优选大于等于15MPa，更优选大于等于18MPa，特别优选大于等于20MPa。特别是当水固化性组合物含有金属纤维时，固化后的砂浆的弯曲强度优选大于等于30MPa，更优选大于等于32MPa，特别优选大于等于35MPa。
固化后的泥浆或砂浆的破坏能量，例如在混合有机纤维和/或碳纤维，或者金属纤维时，优选大于等于10KJ/m2，更优选大于等于20KJ/m2。
对于本发明的水固化性组合物形成的泥浆或砂浆的混合方法没有特别的限制，例如可以采用如下方法，a)预先混合水、减水剂以外的材料(具体有水泥、微粒、无机颗粒。骨材)，配制预先混合材料，将该预先混合材料、水和减水剂投入到搅拌机中混合的方法；b)准备粉末状的减水剂，预先混合水以外的材料(具体有水泥、微粒、无机颗粒、骨材、减水剂)，配制预先混合材料，将该预先混合材料和水投入到搅拌机中混合的方法；c)将各种材料分别投入到搅拌机中混合的方法。
混合使用的搅拌机可以使用混凝土混合中通常使用的任意类型的搅拌机，例如可以使用振动搅拌机、盘式混料机、双辊搅拌机等。另外，固化方法也没有特殊的限制，可以进行空气固化或蒸气固化等。
下面通过实施例对本发明进行说明。
(A)使用1种无机颗粒，并且使用金属纤维或不使用金属纤维的例子
[1.使用材料]
使用的材料如下所示。
(1)水泥；A：普通硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3300cm2/g)
         B：低热硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3200cm2/g)
(2)微粒；A：硅烟雾(BET比表面积为10m2/g)
         B：硅烟雾(BET比表面积为22m2/g)
(3)无机颗粒；矿渣粉末A(布伦比表面积为4500cm2/g)
             矿渣粉末B(布伦比表面积为15000cm2/g)
             石英粉末(布伦比表面积为7500cm2/g)
             石灰石粉末(布伦比表面积为8000cm2/g)
(4)骨材；砂A(硅砂；最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒
             子含量为0.3重量％)
         砂B(硅砂；最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒
             子含量为1.5重量％)
         砂C(粒径为3.5mm，最大粒径为4.0mm)
(5)金属纤维；钢纤维(直径为0.2mm，长为13mm)
(6)有机纤维；维尼纶纤维(直径为0.3mm，长为13mm)
(7)减水剂；聚碳酸类高性能AE减水剂
(8)水；自来水
使用所述材料的实施例1～21、比较例1～5的混合条件如表1所示。
                                                                     表1
       水泥          微粒              无机颗粒             砂 减水剂*1 水     金属纤维*2 有机纤维*3
A B A B   矿渣A   矿渣B 石英   石灰石 A B C
实施例     1     100     25   30   115     0.9     25     4
    2     100     28   36     126     1.2     27     4
    3     100     23   26     104     0.8     23     4
    4     100     30   26     110     1.2     23     3
    5     100     31.5   28     106     0.9     22     4
    6     100     26   20   106     1.1     26     4
    7     100     30   25   120     1.0     25     4
    8     100     28   39     104     1.2     26     4
    9     100     20   30     120     0.8     23     4
    10     100     20   23     110     0.9     22     4
    11     100     35   32     105     1.2     26     4
    12     100     31.5   28   106     1.0     24     2
    13     100     20   30   120     1.2     26     4
    14     100     30   23   110     1.6     28     4
    15     100     30   39   104     0.6     22
    16     100     30   39   104     0.6     22     2
    17     100     23   39   103     0.9     23     2
    18     100     30   39     104     1.2     23     2
    19     100     30   39   104     0.3     26     2
    20     100     25   26   104     0.5     26     4
    21     100     23   39   103     0.9     23     2 2
比较例     1     100   42     110     1.2     26     4
    2     100     28   60     105     0.9     25     4
    3     100     15   100     1.0     24.5     2
    4     100     15   100     1.0     24.5
    5     100     23   39     103     0.9     23     2
*1减水剂的混合量是固体成分的换算值。
*2金属纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
*3有机纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
[2.砂浆的配制与评价]
分别把各个材料投入到双辊搅拌机中，进行混合。混合后，按如下所述测定固化前和固化后的物理性质，进行评价。
(1)流值
根据“JIS R 5201(水泥的物理试验方法)11.流值试验”所述的方法，不进行15次坠落运动，直接进行测定。
(2)到达200mm的时间
所述流值试验中，测定流值达200mm的时间。
(3)压缩强度
将各混合物流注到φ50×100mm的型箱内，于20℃放置48小时后，于90℃蒸气固化48小时，制成固化体(3根)，然后以“JIS A1108(混凝土的压缩试验方法)”为标准，测定该固化体的压缩强度。以固化体(3根)测定值的平均值作为压缩强度。
(4)弯曲强度
将各混合物流注到4×4×16cm的型箱内，于20℃放置48小时后，于90℃蒸气固化48小时，制成固化体(3根)，然后以“JIS R 5201(水泥的物理试验方法)”为标准，测定该固化体的弯曲强度。负荷条件是在下支点之间距离为12cm，上支点之间距离为4cm的4个点进行弯曲。以固化体(3根)测定值的平均值作为弯曲强度。
(5)破坏能量
破坏能量是在所述弯曲强度试验中，从负荷达到最大负荷开始，到降低到最大负荷的1/3之间的负荷-负荷点位移的积分值除以供试体的截面积的值。另外，负荷点位移使用弯曲试验机的十字头的位移量。
结果如表2所示。
                                  表2
流值(mm) 到达200mm的时间(秒) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 破坏能量(KJ/m2)
实施例     1     258     9.5     220     43     63
    2     256     9.4     210     45
    3     252     8.5     225     45
    4     256     8.6     210     46
    5     260     8.7     215     42
    6     255     8.6     216     43
    7     256     8.3     213     52
    8     256     9.3     215     43     61
    9     257     8.8     217     43
    10     251     8.3     206     40
    11     256     7.9     208     42
    12     260     8.6     221     50
    13     257     8.3     215     56
    14     256     8.6     216     41
    15     255     9.5     230     26     2
    16     255     9.6     235     45
    17     252     9.6     210     42     61
    18     248     9.8     200     42
    19     265     9.5     190     35
    20     256     9.3     225     42
    21     250     9.9     185     41     59
比较例     1     135     -     140     29
    2     190     -     198     30
    3     185     -     175     35
    4     200     -     170     24     2
    5     255     6.9     195     35     48
如表2所示，本发明的水固化性组合物(实施例1～21)具有自充填性(良好的流值和到达200mm的时间)和优异的机械特性(压缩强度和弯曲强度)。而比较例1～4的流值低，不具备自充填性。
(B)使用2种无机颗粒，并且使用金属纤维或不使用金属纤维的例子
[1.使用材料]
使用的材料如下所示。
(1)水泥；A：普通硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3300cm2/g)
         B：低热硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3200cm2/g)
(2)微粒；A：硅烟雾(BET比表面积为11m2/g)
         B：硅烟雾(BET比表面积为21m2/g)
(3)无机颗粒A；矿渣粉末A(布伦比表面积为6000cm2/g)
              矿渣粉末B(布伦比表面积为15000cm2/g)
              石英粉末(布伦比表面积为8000cm2/g)
              石灰石粉末(布伦比表面积为10000cm2/g)
(4)无机颗粒B；矿渣粉末A(布伦比表面积为4500cm2/g)
              石英粉末(布伦比表面积为4000cm2/g)
              石灰石粉末A(布伦比表面积为3800cm2/g)
              石灰石粉末B(布伦比表面积为2600cm2/g)
(5)骨材；硅砂A(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为0.35重量％)
         硅砂B(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为1.2重量％)
         硅砂C(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为2.9重量％)
(6)金属纤维；钢纤维(直径为0.2mm，长为13mm)
(7)有机纤维；维尼纶纤维(直径为0.3mm，长为13mm)
(8)减水剂；聚碳酸类高性能AE减水剂
(9)水；自来水
使用所述材料的实施例22～42的混合条件如表3所示。
                                                                       表3
水泥 微粒 无机颗粒A 无机颗粒B 硅砂 减水剂*1  水 金属纤维*2 有机纤维*3
A B A B 矿渣A 矿渣B 石英 石灰石 矿渣 石英 石灰石A 石灰石B A B C
实施例  22  100  23  26  13  110  0.8  23  4
 23  100  30  26  13  106  0.8  22  3
 24  100  31.5  28  17  120  0.9  22  4
 25  100  20  30  21  110  0.8  22  4
 26  100  20  23  22  105  0.8  25  4
 27  100  26  20  25  120  1.1  27  4
 28  100  30  25  25  106  1.0  25  4
 29  100  31.5  28  17  120  1.0  24  2
 30  100  20  30  21  120  1.2  26  4
 31  100  30  23  22  110  1.6  28  3
 32  100  28  25  15  104  1.1  23  4
 33  100  35  32  20  106  1.2  25  4
 34  100  32.2  26  13  104  1.5  22.7
 35  100  32.2  26  13  104  0.8  22
 36  100  23  22  22  104  0.9  23
 37  100  32.2  26  13  104  1.5  22.7  2
 38  100  32.2  26  13  104  0.8  22  2
 39  100  23  22  22  104  0.9  23.5  2
 40  100  12.5  15  10  0.5  22.5
 41  100  32.2  26  13  104  0.3  26  2
 42  100  32.2  26  13  104  0.8  22  2  2
*1减水剂的混合量是固体成分的换算值。
*2金属纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
*3有机纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
[2.砂浆或泥浆的配制与评价]
分别把各个材料投入到双辊搅拌机中，进行混合。混合后，与上述方法相同，测定固化前和固化后的物理性质，进行评价。结果如表4所示。
表4
流值(mm) 到达200mm的时间(秒) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 破坏能量(KJ/m2)
实施例   22     282     7.9     220     47     65
  23     272     8.3     198     37     52
  24     280     7.6     230     35
  25     283     7.8     225     40
  26     275     8.1     210     46
  27     272     8.0     220     40
  28     285     9.2     215     32
  29     270     8.9     220     38
  30     276     8.2     240     36
  31     275     8.3     220     49
  32     270     8.8     215     35
  33     270     8.2     215     45     64
  34     260     9.3     230     28
  35     295     7.5     230     29     2
  36     285     8.7     215     27
  37     257     9.5     230     44
  38     295     7.7     230     44     63
  39     285     8.5     205     43     63
  40     275     8.9     218     27
  41     285     8.3     190     35
  42     268     9.5     185     40     57
如表4所示，满足本发明必要条件的实施例22～42的流动性良好，具有自充填性，同时具有优异的机械特性(压缩强度和弯曲强度)。
特别是小于等于75μm的粒子的含量小于等于2重量％的实施例22～33、35～36、38～41具有极为优异的流动性(流值大于等于270mm)。
(C)使用1种无机颗粒，并且使用有机纤维和/或碳纤维的例子
[1.使用材料]
使用的材料如下所示。
(1)水泥；A：普通硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3300cm2/g)
         B：低热硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3200cm2/g)
(2)微粒；A：硅烟雾(BET比表面积为11m2/g)
         B：硅烟雾(BET比表面积为21m2/g)
(3)无机颗粒；矿渣粉末A(布伦比表面积为4500cm2/g)
             矿渣粉末B(布伦比表面积为15000cm2/g)
             石灰石粉末(布伦比表面积为8000cm2/g)
             石英粉末(布伦比表面积为7500cm2/g)
(4)骨材；硅砂A(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为0.3重量％)
         硅砂B(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为1.5重量％)
         硅砂C(最大粒径为4.0mm，小于等于75μm的粒子含
              量为2.6重量％)
(5)有机纤维；维尼纶纤维(直径为0.3mm，长为13mm)
             酰胺纤维(直径为0.3mm，长为13mm)
(7)减水剂；聚碳酸类高性能AE减水剂
(8)水；自来水
使用所述材料的实施例43～62的混合条件如表5所示。
                                                                      表5
水泥 微粒 无机颗粒 硅砂 减水剂*1 水       有机纤维*2
A B A B   矿渣A   矿渣B 石英   石灰石 A B C   维尼纶   酰胺
实施例   43   100   25   30   115   0.9   25   4
  44   100     28   36   126   1.2   27   4
  45   100   23   26   104   0.8   23   4
  46   100     30   26   110   1.2   23   3
  47   100     31.5   28   106   0.9   22   4
  48   100     26   20   106   1.1   26   4
  49   100     30   25   120   1.0   25   4
  50   100     28   39   104   1.2   26   4
  51   100   20   30   120   0.8   23   3
  52   100   20   23   110   0.9   22   8
  53   100     35   32   105   1.2   26   4
  54   100     31.5   28   106   1.0   24   2
  55   100   20   30   120   1.2   26   4
  56   100   30   23   110   1.6   28   7
  57   100     30   39   104   0.6   22   4
  58   100     30   39   104   0.6   22   4
  59   100   23   39   103   0.9   23   4
  60   100     30   39   104   1.2   23   4
  61   100     30   39   104   0.3   26   4
  62   100   26   104   0.5   26   4
*1减水剂的混合量是固体成分的换算值。
*2有机纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
[2.砂浆的配制与评价]
分别把各个材料投入到双辊搅拌机中，进行混合。混合后，与上述方法相同，测定固化前和固化后的物理性质，进行评价。结果如表6所示。
                                    表6
流值(mm) 到达200mm的时间(秒) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 破坏能量(KJ/m2)
实施例   43     268     9.3     155     21     31
  44     256     9.2     156     27     32
  45     254     9.8     154     24     32
  46     265     8.9     168     22     34
  47     267     8.6     159     21     32
  48     250     9.2     153     26     32
  49     256     9.3     150     23     33
  50     266     8.8     152     25     33
  51     255     9.6     152     23     35
  52     260     9.3     131     25     36
  53     251     9.6     152     24     34
  54     264     9.4     174     22     31
  55     252     9.3     151     22     30
  56     258     9.6     135     25     32
  57     252     9.5     151     28     35
  58     252     9.6     155     25     34
  59     250     9.7     150     27     32
  60     245     9.8     148     26     35
  61     263     9.2     141     25     36
  62     266     9.2     151     23     30
如表6所示，本发明的水固化性组合物(实施例43～62)具有自充填性(良好的流值和到达200mm的时间)和优异的机械特性(压缩强度和弯曲强度)。
(D)使用2种无机颗粒，并且使用有机纤维和/或碳纤维的例子
[1.使用材料]
使用的材料如下所示。
(1)水泥；A：普通硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3300cm2/g)
         B：低热硅酸盐水泥(太平洋水泥社制，布伦比表面积
            为3200cm2/g)
(2)微粒；A：硅烟雾(BET比表面积为11m2/g)
         B：硅烟雾(BET比表面积为21m2/g)
(3)无机颗粒A；矿渣粉末A(布伦比表面积为6000cm2/g)
              矿渣粉末B(布伦比表面积为15000cm2/g)
              石英粉末(布伦比表面积为8000cm2/g)
              石灰石粉末(布伦比表面积为10000cm2/g)
(4)无机颗粒B；矿渣粉末A(布伦比表面积为4500cm2/g)
              石英粉末(布伦比表面积为4000cm2/g)
              石灰石粉末A(布伦比表面积为3800cm2/g)
              石灰石粉末B(布伦比表面积为2600cm2/g)
(5)骨材；硅砂A(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为0.35重量％)
         硅砂B(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为1.2重量％)
         硅砂C(最大粒径为0.6mm，小于等于75μm的粒子含
              量为2.9重量％)
(6)有机纤维；A：维尼纶纤维(直径为0.3mm，长为13mm)
             B：酰胺纤维(直径为0.25mm，长为15mm)
(7)减水剂；聚碳酸类高性能AE减水剂
(8)水；自来水
使用所述材料的实施例63～82的混合条件如表1所示。
                                                                     表7
水泥 微粒 无机颗粒A 无机颗粒B 硅砂   减水剂*1   水 有机纤维*2
维尼纶 酰胺
A B A B 矿渣A 矿渣B 石英 石灰石 矿渣 石英 石灰石A 石灰石B A B C
实施例   63   100   25   23   30   126   0.9   25   4
  64   100   28   35   10   104   1.1   27   4
  65   100   23   26   13   110   1.2   23   4
  66   100   30   26   13   106   0.8   23   3
  67   100   31.5   28   17   120   0.9   24   4
  68   100   20   30   21   110   0.8   23   3
  69   100   20   23   22   105   1.2   25   8
  70   100   26   20   25   120   0.9   27   4
  71   100   30   25   25   106   0.8   25   4
  72   100   31.5   28   17   120   0.9   24   2
  73   100   20   30   21   120   0.9   26   4
  74   100   30   23   22   110   0.9   24   7
  75   100   28   25   15   104   1.1   26   4
  76   100   35   32   20   106   0.9   25   4
  77   100   32.2   26   13   104   0.8   22   4
  78   100   32.2   26   13   104   1.5   23   4
  79   100   32.2   26   13   104   0.8   22   4
  80   100   23   22   22   104   0.9   24   4
  81   100   12.5   15   10   0.5   23   4
  82   100   32.2   26   13   104   0.3   26   4
*1减水剂的混合量是固体成分的换算值。
*2有机纤维混合量的单位是混合物中的体积％。
[2.砂浆或泥浆的配制与评价]
分别把各个材料投入到双辊搅拌机中，进行混合。混合后，与上述方法相同，测定固化前和固化后的物理性质，进行评价。结果如表8所示。
表8
流值(mm) 到达200mm的时间(秒) 压缩强度(MPa) 弯曲强度(MPa) 破坏能量(KJ/m2)
实施例   63     282     7.3     159     23     30
  64     273     9.3     152     21     31
  65     283     7.6     159     27     30
  66     270     8.5     153     26     26
  67     279     7.5     153     28     35
  68     280     7.9     156     29     32
  69     276     8.1     140     29     36
  70     273     8.2     159     23     33
  71     285     7.9     149     23     30
  72     271     7.9     149     22     36
  73     275     7.6     150     23     32
  74     273     7.6     150     23     33
  75     271     8.9     156     21     32
  76     271     8.0     156     28     32
  77     291     7.5     157     28     31
  78     255     9.7     160     28     30
  79     292     7.7     158     25     35
  80     283     8.5     141     27     32
  81     272     9.0     149     25     30
  82     281     8.0     140     24     29
如表8所示，实施例63～82的流动性良好，具有自充填性，同时具有优异的机械特性(压缩强度、弯曲强度和破坏能量)。
特别是小于等于75μm的粒子的含量小于等于2重量％的实施例63～77、79～82具有极优异的流动性(流值大于等于270mm)。

Claims (10)

1.水固化性组合物，其特征为，含有(A)100重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的水泥、(B)10～40重量份BET比表面积为5～25m2/g的微粒和(C)15～55重量份布伦比表面积为2500～30000cm2/g，且比所述水泥的布伦比表面积大的无机颗粒。
2.如权利要求1所述的水固化性组合物，其特征为，所述无机颗粒(C)由10～50重量份布伦比表面积为5000～30000cm2/g的无机颗粒A和5～35重量份布伦比表面积为2500～5000cm2/g的无机颗粒B构成。
3.如权利要求2所述的水固化性组合物，其特征为，所述无机颗粒A具有比所述水泥和所述无机颗粒B更大的布伦比表面积，并且所述水泥和所述无机颗粒B的布伦比表面积的差大于等于100cm2/g。
4.如权利要求3所述的水固化性组合物，其特征为，所述无机颗粒A的布伦比表面积比所述水泥颗粒和所述无机颗粒B的布伦比表面积大1000cm2/g或1000cm2/g以上。
5.如权利要求1～4的任意一项所述的水固化性组合物，其特征为，含有少于等于130重量份的粒径小于等于2mm的骨材(D)。
6.如权利要求5所述的水固化性组合物，其特征为，所述骨材(D)为小于等于75μm的颗粒的含量小于等于2.0重量％。
7.如权利要求1～6任意一项所述的水固化性组合物，其特征为，所述水固化性组合物含有金属纤维。
8.如权利要求1～7任意一项所述的水固化性组合物，其特征为，所述水固化性组合物含有有机纤维和/或碳纤维。
9.如权利要求1～8任意一项所述的水固化性组合物，其特征为，所述水固化性组合物含有减水剂和水的同时，固化前，流值大于等于230mm，固化后，压缩强度大于等于130MPa、弯曲强度大于等于15MPa。
10.如权利要求9所述的水固化性组合物，其特征为，所述水固化性组合物固化后破坏能量大于等于10KJ/m2。
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