專利名稱：混凝土組合物及其制造方法、粘性調(diào)整方法以及使用該混凝土組合物的現(xiàn)澆混凝土樁的 ...的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及早強(qiáng)性、流動性和抗材料離析性良好，而且耐水性和自整平性也良好的混凝土組合物及其制造方法、粘性調(diào)整方法以及使用該混凝土組合物的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法。
背景技術(shù)：
如圖6所示，作為隧道施工法之一的挖掘·襯砌并進(jìn)施工法中，通過設(shè)置于盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)30的面板31正面的主切削刀32對天然面40進(jìn)行挖掘，并在其后部安裝內(nèi)模板33、33、……，挖掘的同時(shí)在天然面40和上述內(nèi)模板33之間隔著側(cè)板34通過加壓千斤頂35施加壓縮力，同時(shí)澆筑混凝土，構(gòu)筑與上述天然面40密合的襯砌混凝土36。對于上述施工方法所使用的混凝土，要求澆筑后的初期強(qiáng)度的同時(shí)，特別是在上述天然面40為涌水地層的情況下，要求對地下水的耐水性(例如，參見專利文獻(xiàn)1)。
即，通過推進(jìn)千斤頂37使上述盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)30推進(jìn)時(shí)，使盾構(gòu)的反作用力承載在澆筑了上述混凝土的內(nèi)模板33上，所以上述內(nèi)模板33與上述襯砌混凝土36面之間在澆筑初期也需要所要求的粘著強(qiáng)度，因此對上述混凝土要求所需的短期強(qiáng)度的表現(xiàn)性(早強(qiáng)性)和為了在地下水中灌筑時(shí)滿足目標(biāo)強(qiáng)度的耐水性。
此外，上述混凝土一般從未圖示的混凝土泵通過直徑3英寸左右的管道壓送至混凝土澆筑管38，因此必須流動性、抗材料離析性和泵壓送性也良好。
目前，作為上述施工方法所使用的混凝土，可以例舉例如高流動性混凝土和水中不離析性混凝土等。
高流動性混凝土不采用振動器進(jìn)行壓實(shí)也可以可靠地向模板內(nèi)填充，是早強(qiáng)性、流動性、抗材料離析性良好的混凝土，在水泥、水、骨料中添加高性能AE減水劑等混凝土用化學(xué)混合劑以提高流動性，同時(shí)添加各種無機(jī)粉體和增粘劑以提高抗材料離析性。
另一方面，用于構(gòu)筑海洋構(gòu)造物或水下隧道等的水中不離析性混凝土通過在水泥、水、骨料中摻入以纖維素類或丙烯酸類的水溶性高分子為主要成分的水中不離析性混合劑，使混凝土的粘性和耐水性得到提高，即使直接灌筑到水中也不會發(fā)生材料離析，可以提高品質(zhì)的可靠性。
另外，對于植被混凝土或排水性路面用混凝土等所使用的、在水泥糊料中分散粗骨料而成形的透水性混凝土，提出了用于提高對上述粗骨料的粘著性和均一保持性的透水性混凝土用添加劑(例如，參見專利文獻(xiàn)2)。
上述添加劑為含有第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑，作為上述化合物(A)和上述化合物(B)的組合，從以下的組合中進(jìn)行選擇(1)選自兩性表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子型表面活性劑的化合物(B)的組合、(2)選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的組合、(3)選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自溴化合物的化合物(B)的組合。上述添加劑的摻入量根據(jù)目標(biāo)粘性和空隙的均一性的程度進(jìn)行適當(dāng)選擇，優(yōu)選的摻入量是相對于混凝土或高爐爐渣等水固化性粉體，上述化合物(A)和上述化合物(B)的總和為0.01～1重量％、特別好是0.1～0.5重量％，由此可以獲得空隙率20～30％、含有連續(xù)的空隙、強(qiáng)度高的透水性混凝土。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2003-327458號公報(bào)專利文獻(xiàn)2日本專利特開2003-327458號公報(bào)發(fā)明的揭示另外，對于作為盾構(gòu)施工方法、特別是涌水地層中的盾構(gòu)施工方法的直接澆筑混凝土所使用的混凝土組合物，如上所述，要求早強(qiáng)性、流動性、抗材料離析性良好，而且耐水性也良好。早強(qiáng)性和耐水性一直以來是兩個(gè)難以兼顧的特性，上述高流動性混凝土的流動性、抗材料離析性良好，而且通過適當(dāng)選擇混凝土用化學(xué)混合劑等，還可以發(fā)揮早強(qiáng)性，但耐水性存在問題，因此在地下水壓中進(jìn)行灌筑時(shí)，水泥被沖出，難以保證作為混凝土的足夠的功能。
此外，水中不離析性混凝土耐水性良好，流動性、抗材料離析性也良好，但早強(qiáng)性存在問題，因此存在無法獲得足以承載盾構(gòu)的反作用力的初期強(qiáng)度的問題。
因此，希望開發(fā)出同時(shí)具有上述高流動性混凝土的早強(qiáng)性和水中不離析性混凝土的耐水性，流動性、抗材料離析性及自整平性也良好的高流動性耐水混凝土組合物。
如果獲得如上所述的高流動性耐水混凝土組合物，則并不局限于隧道施工法的直接澆筑混凝土、海洋構(gòu)造物和水下隧道等的構(gòu)筑等，在存在滲流水或自噴地下水的地方構(gòu)筑混凝土樁時(shí)也可以使用。
本發(fā)明是鑒于上述以往的問題而完成的，其目的在于提供早強(qiáng)性、流動性和抗材料離析性良好，而且耐水性和自整平性也良好的混凝土組合物及其制造方法、粘性調(diào)整方法以及使用該混凝土組合物的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法。
本發(fā)明人認(rèn)真研究后發(fā)現(xiàn)，通過在混凝土組合物中，作為增粘性混合劑摻入發(fā)揮對于上述骨料的粘著性和均一保持性良好的效果的上述透水性混凝土用添加劑，可以獲得早強(qiáng)性、流動性和抗材料離析性良好，作為與上述早強(qiáng)性相反的特性的耐水性也良好的混凝土組合物，從而完成了本發(fā)明。
即，本申請的權(quán)利要求1所述的發(fā)明為在水泥、水、骨料中添加增粘性混合劑進(jìn)行混練而得到的混凝土組合物，其特征在于，作為上述增粘性混合劑使用含有第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑，所述添加劑為上述化合物(A)和上述化合物(B)選自以下的組合的添加劑中的任一種選自兩性表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子型表面活性劑的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自溴化合物的化合物(B)的組合。
權(quán)利要求2所述的發(fā)明是權(quán)利要求1所述的混凝土組合物，其中，作為上述增粘性混合劑，使用含有選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的混合劑，而且相對于單位水量，分別以0.5～5.0重量％的比例摻入上述化合物(A)和上述化合物(B)。
權(quán)利要求3所述的發(fā)明是權(quán)利要求1或權(quán)利要求2所述的混凝土組合物，其中，上述混凝土組合物中的水灰比設(shè)為30～60％。
權(quán)利要求4所述的發(fā)明是權(quán)利要求1～權(quán)利要求3中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其中，在上述混凝土組合物中還以相對于水泥為0.5～5.0重量％的比例摻入混凝土用化學(xué)混合劑。
權(quán)利要求5所述的發(fā)明是權(quán)利要求4所述的混凝土組合物，其中，作為上述混凝土用化學(xué)混合劑，使用含羧基的聚醚類減水劑。
權(quán)利要求6所述的發(fā)明是權(quán)利要求1～權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其中，作為上述骨料，使用粗骨料和細(xì)骨料，而且上述骨料所含的細(xì)骨料的比例、即細(xì)骨料率設(shè)為30～45％。
權(quán)利要求7所述的發(fā)明是權(quán)利要求1～權(quán)利要求5中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其中，骨料的至少一部分或全部使用比重小于普通骨料的骨料和比重大于普通骨料的骨料中的任一種或同時(shí)使用兩種。
權(quán)利要求8所述的發(fā)明是權(quán)利要求1～權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物的制造方法，其特征在于，在水泥、水、骨料中添加上述第2水溶性低分子化合物(B)進(jìn)行混練后，在上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，制成上述混凝土組合物。
此外，權(quán)利要求9所述的發(fā)明是權(quán)利要求1～權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其特征在于，在上述混凝土組合物中再添加上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)的任一種或同時(shí)添加兩種，調(diào)整上述混凝土組合物的粘性。
權(quán)利要求10所述的發(fā)明是權(quán)利要求9所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其中，上述化合物(A)和上述化合物(B)的初始配比設(shè)為大致1∶1。
權(quán)利要求11所述的發(fā)明是權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其中，上述混凝土組合物的粘性比制造時(shí)的粘度低的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)。
權(quán)利要求12所述的發(fā)明是權(quán)利要求9或權(quán)利要求10所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其中，上述混凝土組合物的澆筑現(xiàn)場的粘性比制造時(shí)的粘度高的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第2水溶性低分子化合物(B)。
權(quán)利要求13所述的發(fā)明是權(quán)利要求9～權(quán)利要求12中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其中，通過混凝土泵壓送上述混凝土組合物進(jìn)行澆筑的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)后進(jìn)行壓送。
權(quán)利要求14所述的發(fā)明為將鋼筋籠插入在地基上鉆出的孔的內(nèi)部、在上述孔內(nèi)通過導(dǎo)管壓送混凝土組合物進(jìn)行澆筑而構(gòu)筑混凝土樁的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1～權(quán)利要求6中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物。
權(quán)利要求15所述的發(fā)明是權(quán)利要求14所述的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法，其中，最初恰好以規(guī)定深度澆筑摻入了上述增粘性混合劑的混凝土后，澆筑未摻入上述增粘性混合劑的混凝土來構(gòu)筑混凝土樁。
采用本發(fā)明，制造混凝土組合物時(shí)，作為增粘性混合劑摻入的添加劑中，使用選自2種特定的水溶性低分子化合物的組合的添加劑，例如組合了選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑等，所以在水灰比為30～60％的較廣的范圍內(nèi)，可以獲得早強(qiáng)性、流動性、抗材料離析性良好，而且耐水性和自整平性也良好的混凝土組合物。
這時(shí)，如果上述增粘性混合劑采用含有選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的混合劑，而且相對于單位水量，分別以0.5～5.0重量％的比例摻入上述化合物(A)和上述化合物(B)，則可以進(jìn)一步提高流動性、早強(qiáng)性、耐水性。
此外，如果在上述混凝土組合物中，還以相對于水泥為0.5～5.0重量％的比例摻入與上述增粘性混合劑的相溶性良好的、含羧基的聚醚類減水劑等混凝土用化學(xué)混合劑，則可以使其可靠地表現(xiàn)出流動性和早強(qiáng)性。
此外，如果作為上述骨料，使用粗骨料和細(xì)骨料，而且上述骨料所含的細(xì)骨料的比例設(shè)為30～45％，則可以制造適用于盾構(gòu)施工方法、特別是涌水地層中的盾構(gòu)施工方法的混凝土組合物，所述混凝土組合物的早強(qiáng)性和耐水性良好，而且泵壓送性也良好。
另外，骨料的至少一部分或全部使用比重小于普通骨料的輕骨料和比重大于普通骨料的重骨料等與普通骨料的比重差大、材料容易離析的不同比重的骨料的情況下，也可以在混凝土中均一地分散上述不同比重的骨料，所以可以構(gòu)筑不同比重的骨料均一分散的混凝土構(gòu)造物。
此外，制造上述混凝土組合物時(shí)，在水泥、水、骨料中添加上述第2水溶性低分子化合物(B)進(jìn)行混練后，在上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，從而制成上述混凝土組合物，所以可以高效地制造上述混凝土組合物。
此外，調(diào)整上述混凝土組合物的粘性時(shí)，在上述混凝土組合物中不添加公知的增粘劑和減水劑，而是添加上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)的任一種或同時(shí)添加兩種，從而調(diào)整上述混凝土組合物的粘性，所以不會對混凝土組合物的特性造成影響，可以容易地將上述混凝土組合物的粘性調(diào)整到規(guī)定的粘性。
此外，本發(fā)明的混凝土組合物的流動性和耐水性良好，而且自整平性也良好，所以如果使用該混凝土組合物構(gòu)筑現(xiàn)澆混凝土樁，則可以大幅降低混凝土灌筑時(shí)的泥水或孔壁的砂土等的混入，因此不僅可以沒有填土余高地構(gòu)筑混凝土樁，而且在存在滲流水或自噴地下水的情況下也可以構(gòu)筑可靠性高的混凝土樁。這時(shí)，如果最初恰好以規(guī)定深度澆筑摻入了上述增粘性混合劑的混凝土后，澆筑未摻入上述增粘性混合劑的混凝土，從而構(gòu)成混凝土樁，則可以減少摻入了上述增粘性混合劑的高價(jià)混凝土的使用量，能夠大幅降低材料成本。
附圖的簡單說明

圖1為本發(fā)明的最佳方式2的盾構(gòu)直接澆筑施工方法所使用的混凝土組合物的制造方法的概要示意圖。
圖2為本發(fā)明的混凝土組合物的其它制造方法的示意圖。
圖3為本發(fā)明的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法的流程圖。
圖4為采用旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐鉆孔灌注樁施工法的混凝土樁的施工要領(lǐng)圖。
圖5為本發(fā)明的最佳方式3的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法的示意圖。
圖6為以往的挖掘·襯砌并進(jìn)施工法的一例的示意圖。
符號的說明1攪拌機(jī)、2運(yùn)輸車輛、3車載混凝土攪拌機(jī)、10混凝土樁、10k填土余高部、11高自整平性耐水混凝土、12普通混凝土、20地基、21旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐、22穩(wěn)定液、23鉆孔、24鋼筋籠、25導(dǎo)管、30盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)、31面板、32主切削刀、33內(nèi)模板、34側(cè)板、35加壓千斤頂、36襯砌混凝土、37推進(jìn)千斤頂、40天然面、A混凝土工廠、B施工現(xiàn)場。
實(shí)施發(fā)明的最佳方式以下，對本發(fā)明的最佳方式進(jìn)行說明。
最佳方式1.
本發(fā)明的最佳方式1的混凝土組合物中，在早強(qiáng)波特蘭水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料中摻入混凝土用化學(xué)混合劑，同時(shí)作為增粘性混合劑，摻入含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的混合劑。作為其制造方法，首先在水泥、水、細(xì)骨料中混合混凝土用化學(xué)混合劑和上述第2水溶性低分子化合物(B)，制成混練物后，在該混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，最后添加粗骨料進(jìn)行混練，得到混凝土組合物。
這時(shí)，水灰比(W/C)較好是30～60％。若水灰比不到30％，則不僅粘性高，流動性低下，而且由于水泥的比例較多，水合放熱大，容易產(chǎn)生溫度裂縫。此外，若超過60％，為了獲得同樣的粘性，必須加入更多的上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)，由此早強(qiáng)性低下，所以較好是30～60％，更好是30～40％，特別好是35％左右。
此外，上述細(xì)骨料為全部通過10mm網(wǎng)篩、85％以上通過5mm網(wǎng)篩的骨料，粗骨料為85％以上未通過5mm網(wǎng)篩的骨料，本例中都使用由河砂得到的骨料，也可以由海砂、山砂、碎石等獲得。
作為本發(fā)明所使用的第1水溶性低分子化合物(A)，較好是季銨鹽型陽離子型表面活性劑，特別好是以烷基銨鹽為主要成分的添加劑。此外，作為第2水溶性低分子化合物(B)，較好是具有芳環(huán)的磺酸鹽，特別好是以烷芳基磺酸鹽為主要成分的添加劑，作為上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)，可以是選自十二烷酰胺丙基甜菜堿等兩性表面活性劑的化合物(A)和選自POE(3)十二烷基醚硫酸酯鹽等陰離子型表面活性劑的化合物(B)的組合、或者選自上述陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自溴化鈉等溴化合物的化合物(B)的組合。
另外，如果上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)以某個(gè)一定的比例混入水泥中，則上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)通過電配列而形成擬聚合物，上述混合劑起到增粘劑的作用，提高上述混凝土組合物的早強(qiáng)性和新鮮保持性，因此，如上所述，重要的是先添加第2水溶性低分子化合物(B)進(jìn)行混練后再添加上述第1水溶性低分子化合物(A)。
這是因?yàn)槿绻瑫r(shí)添加上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)，則上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)會以不均質(zhì)的狀態(tài)形成擬聚合物，所以為了擬聚合物以均質(zhì)的狀態(tài)形成而獲得所希望的特性，需要長時(shí)間的混練。
此外，如果先加入上述第1水溶性低分子化合物(A)，則混練時(shí)會起泡，混凝土的空氣量增多，會引起強(qiáng)度的下降或比重的減少等。
本例中，相對于單位水量，分別以0.5～5.0重量％的比例摻入上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)，而且將上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)以某個(gè)一定的比例(例如2∶5～5∶2的范圍)混入水泥中。如上所述，上述增粘性混合劑中，第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)通過形成擬聚合物而發(fā)揮增粘作用，與通常所使用的以纖維素類或丙烯酸類的水溶性高分子為主要成分的水中不離析性混合劑不同，沒有出現(xiàn)水合的阻礙，所以可以獲得水中不離析性、新鮮保持性良好且早強(qiáng)性也良好的混凝土組合物。
實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的比例達(dá)到1∶1時(shí)最合適。
此外，作為上述混凝土用化學(xué)混合劑，可以從通常所使用的混凝土用化學(xué)混合劑中適當(dāng)選擇，例如木素類、聚羧酸類、三聚氰胺類、萘類或氨基磺酸類等聚醚類減水劑，AE減水劑，高性能AE減水劑等。其中，通過以相對于上述早強(qiáng)水泥較好是0.5～5.0重量％的比例、特別好是1.0～5.0重量％的比例摻入與上述增粘性混合劑的相溶性良好的含羧基的聚醚類減水劑，不僅具有新鮮保持性、高流動性，而且可以表現(xiàn)出早強(qiáng)性。
這樣采用該最佳方式1，在水泥、水、骨料中添加混凝土用化學(xué)混合劑和增粘性混合劑進(jìn)行混練而成的混凝土組合物中，水泥使用早強(qiáng)波特蘭水泥的同時(shí)，上述增粘性混合劑使用由選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的組合構(gòu)成的添加劑，上述混凝土用化學(xué)混合劑使用與上述增粘性混合劑的相溶性良好的含羧基的聚醚類減水劑，并且將水灰比調(diào)整為30％～60％，所以可以獲得早強(qiáng)性、流動性、抗材料離析性良好，而且耐水性和自整平性也良好的混凝土組合物。
最佳方式2.
圖1為本發(fā)明的最佳方式2的盾構(gòu)直接澆筑施工方法所使用的混凝土組合物的制造方法的概要示意圖，本發(fā)明的混凝土組合物中，在水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料中摻入混凝土用化學(xué)混合劑，同時(shí)作為增粘性混合劑，摻入含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的混合劑。作為其制造方法，首先通過混凝土工廠A的攪拌機(jī)1，在水泥、水、細(xì)骨料中混合混凝土用化學(xué)混合劑和上述第2水溶性低分子化合物(B)后，在該混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，最后添加粗骨料進(jìn)行混練，制成混凝土組合物。將該經(jīng)混練的混練物裝入運(yùn)輸車輛2的車載混凝土攪拌機(jī)3中，在混練的同時(shí)運(yùn)至施工現(xiàn)場B卸下，將其裝填到未圖示的混凝土泵中，壓送到與上述圖6所示的用于澆筑混凝土的加壓千斤頂35連接的混凝土澆筑管38中，構(gòu)筑襯砌混凝土36。
作為上述水泥，沒有特別限定，可以使用將石灰石·粘土·氧化鐵等作為原料的普通波特蘭水泥、早強(qiáng)波特蘭水泥、中熱波特蘭水泥、白色波特蘭水泥等波特蘭水泥，或者高爐礦渣水泥、粉煤灰水泥、硅酸水泥等混合水泥，特別好是使用早強(qiáng)波特蘭水泥。
這時(shí)，作為水灰比(W/C)，與上述最佳方式1同樣，較好是30～60％，更好是30～40％，特別好是35％左右。
此外，為了提高流動性、抗材料離析性和泵壓送性，上述骨料(粗骨料和細(xì)骨料)所含的細(xì)骨料的比例、即細(xì)骨料率(S/a)較好是設(shè)為(S/a)＝30～45％。細(xì)骨料率不到30％或超過45％的情況下，水泥糊料的粘性低下，而且耐水性低下。
此外，作為粗骨料，使用直徑大的粗骨料時(shí)，用于獲得所用的坍落度的單位水量小，成本節(jié)省，但對于其最大尺寸，必須考慮鋼筋間隔、保護(hù)層厚度。此外，若最大尺寸過大，則存在混凝土的處理困難、材料容易離析、泵壓送性低下等問題，所以必須考慮到粗骨料的最大尺寸，使其不要過大。例如，以3英寸管道進(jìn)行壓送的條件下，通過將水灰比設(shè)在40％以下，粗骨料的最大尺寸設(shè)在13mm左右，細(xì)骨料的比例(S/a)設(shè)得比以往低，從而可以制成保證高流動性、泵壓送性和抗材料離析性且具有早強(qiáng)性的混凝土。
上述細(xì)骨料為全部通過10mm網(wǎng)篩、85％以上通過5mm網(wǎng)篩的骨料，粗骨料為85％以上未通過5mm網(wǎng)篩的骨料，一般可以由河砂、海砂、山砂、碎石等中的任一種獲得。
此外，作為上述混凝土用化學(xué)混合劑，與上述最佳方式1同樣，可以從通常所使用的混凝土用化學(xué)混合劑中適當(dāng)選擇，例如木素類、聚羧酸類、三聚氰胺類、萘類或氨基磺酸類等聚醚類減水劑，AE減水劑，高性能AE減水劑等。其中，通過以相對于上述早強(qiáng)水泥較好是0.5～5.0重量％的比例、特別好是1.0～5.0重量％的比例摻入與上述增粘性混合劑的相溶性良好的含羧基的聚醚類減水劑，可以使其可靠地表現(xiàn)出早強(qiáng)性。
本例中，相對于單位水量，分別以0.5～5.0重量％的比例摻入上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)，而且將上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)以某個(gè)一定的比例混入水泥中。
此外，以往的水中不離析混凝土中所使用的水中不離析材料(混合劑)由于增粘性混合劑吸附于水泥粒子而引起硬化延遲，但如果上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)以某個(gè)一定的比例(例如2∶5～5∶2的范圍)混入水泥中，則上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)電配列形成擬聚合物而發(fā)揮增粘作用，對水泥粒子沒有影響，所以不會引起如上所述的延遲。
因此，可以獲得非常適合用作盾構(gòu)直接澆筑施工法的混凝土的、早強(qiáng)性良好且具有良好的耐水性的混凝土組合物。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是，上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的比例達(dá)到1∶1時(shí)最合適。
混練中，首先在水泥、水、細(xì)骨料中添加作為混凝土用化學(xué)混合劑的含羧基的聚醚類減水劑和作為第2水溶性低分子化合物(B)的烷芳基磺酸鈉進(jìn)行混練，制成混練物后，在上述混練物中添加作為第1水溶性低分子化合物(A)的烷基銨鹽再次進(jìn)行混練，最后添加粗骨料進(jìn)行混練，制成混凝土組合物。
這樣得到的混凝土組合物不僅早強(qiáng)性和流動性良好，而且耐水性也良好，所以在地下或水中等的施工容易，而且可以充分確保初期強(qiáng)度和耐水性，因此具有足以作為涌水地層的盾構(gòu)施工法的直接澆筑混凝土襯砌材料。此外，因?yàn)榫哂辛己玫谋脡核托院涂共牧想x析性，所以還可以實(shí)現(xiàn)坑道內(nèi)的采用3英寸管道的壓送。
上述最佳方式2中，對將上述混凝土組合物用作盾構(gòu)施工法的直接澆筑混凝土襯砌材料的情況進(jìn)行了說明，但并不局限于此，本發(fā)明的混凝土組合物也完全可以用于以往使用高流動性混凝土的難以采用振動器壓實(shí)的建筑物的施工、或以往使用水中不離析性混凝土的海洋構(gòu)造物或地下構(gòu)造物等存在水的地方的混凝土施工。
此外，上述例中，通過混凝土工廠A的攪拌機(jī)1，混合水泥、水、細(xì)骨料、混凝土用化學(xué)混合劑和烷芳基磺酸鈉等第2水溶性低分子化合物(B)，再在上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練后，最后添加粗骨料進(jìn)行混練，將該混練物運(yùn)到施工現(xiàn)場B，但也可以如圖2(a)所示，通過混凝土工廠A的攪拌機(jī)1，混合水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、混凝土用化學(xué)混合劑和上述第2水溶性低分子化合物(B)后，將該混練物裝入運(yùn)輸車輛2的車載混凝土攪拌機(jī)3中，低速攪拌的同時(shí)運(yùn)至施工現(xiàn)場B，在施工現(xiàn)場B向上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)，通過上述車載混凝土攪拌機(jī)3進(jìn)行高速攪拌，制成混凝土組合物。
或者，還可以如圖2(b)所示，通過混凝土工廠A的攪拌機(jī)1，混合水泥、水、細(xì)骨料、粗骨料、混凝土用化學(xué)混合劑，將該混練物裝入運(yùn)輸車輛2的車載混凝土攪拌機(jī)3中，低速攪拌的同時(shí)運(yùn)至施工現(xiàn)場B，在施工現(xiàn)場B添加上述第2水溶性低分子化合物(B)，通過上述車載混凝土攪拌機(jī)3進(jìn)行高速攪拌后，再在上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)，制成上述混凝土組合物。
另外，如果上述混凝土組合物中，如所上述，上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)以某個(gè)一定的比例(2∶5～5∶2)混入水泥中，則上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)電配列而形成擬聚合物，使上述混凝土組合物的早強(qiáng)性和耐水性提高。特別是上述配比大致為1∶1時(shí)，結(jié)合力最強(qiáng)，而且粘性也增大，早強(qiáng)性或耐水性大幅提高。此外，如果上述配比偏離1∶1，則結(jié)合力變?nèi)酰承宰冃?。另一方面，上述配比相同的情況下，上述化合物(A)和上述化合物(B)的添加量越多，粘性越大。
上述早強(qiáng)性耐水混凝土組合物也與以往的混凝土組合物一樣，在環(huán)境溫度低的澆筑現(xiàn)場，其粘性低下，除此之外，運(yùn)輸?shù)幕炀氈谢蛳驖仓F(xiàn)場的壓送中，在上述混凝土組合物中混入油成分的情況下，上述第1水溶性低分子化合物(A)吸附于上述油成分，結(jié)果上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)的配比會發(fā)生偏差，導(dǎo)致粘性低下。
即，上述混凝土組合物中，粘性的低下在改變上述化合物(A)和上述化合物(B)的配比的情況下也會發(fā)生，所以為了粘性調(diào)整而添加與上述增粘性添加劑不同的增粘劑時(shí)，會對混凝土組合物的特性產(chǎn)生影響，可能無法獲得所希望的特性。此外，上述混凝土組合物的粘性升高的情況下，如果單純添加水分，則上述化合物(A)和上述化合物(B)相對于單位水量的比例發(fā)生變化，上述混凝土組合物的特性可能會劣化。
然而，上述早強(qiáng)性混凝土組合物的粘性因上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的配比而變化，所以調(diào)整上述混凝土組合物的粘性時(shí)，如果在上述混凝土組合物中添加上述化合物(A)或上述化合物(B)來調(diào)整該配比，則不會使上述混凝土組合物的特性劣化，可以容易地進(jìn)行粘性調(diào)整。
接著，對上述混凝土組合物的粘性調(diào)整方法的具體方法，參看圖3的流程圖進(jìn)行說明。
首先，在混凝土工廠中，制作上述的將早強(qiáng)波特蘭水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料、混凝土用化學(xué)混合劑和上述增粘性混合劑混練而成的混凝土組合物，測定其粘性(初期粘性系數(shù)η(0))(步驟S1)。
接著，測定運(yùn)至澆筑現(xiàn)場的上述混凝土組合物的粘性(粘性系數(shù)η)(步驟S2)，將上述測定的粘性系數(shù)η與初期粘性系數(shù)η(0)進(jìn)行比較，判斷上述測定的粘性系數(shù)η是否低于上述初期粘性系數(shù)η(0)(步驟S3)。
粘性系數(shù)η低于初期粘性系數(shù)η(0)的情況(步驟S3中為“是”的情況)下，在上述混凝土組合物中少量添加上述第1水溶性低分子化合物(A)，再次進(jìn)行混練(步驟S4)。接著，考察粘性是否恢復(fù)(步驟S5)，如果粘性恢復(fù)，則直接澆筑上述混凝土組合物。此外，添加上述第1水溶性低分子化合物(A)粘性也未恢復(fù)的情況下，則推測上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的配比由實(shí)現(xiàn)上述混凝土組合物的現(xiàn)場溫度下的最大粘性的配比偏向上述化合物(A)多的方向，所以為了對其進(jìn)行調(diào)整，少量添加上述第2水溶性低分子化合物(B)，再次進(jìn)行混練(步驟S6)，粘性恢復(fù)后，澆筑上述混凝土組合物。
另一方面，粘性系數(shù)η高于初期粘性系數(shù)η(0)的情況(步驟S3中為“否”且步驟S7中為“是”的情況)下，前進(jìn)至步驟S8，少量添加上述第2水溶性低分子化合物(B)，再次進(jìn)行混練，將粘性降至初期水平后，澆筑上述混凝土組合物。該情況下，添加上述第1水溶性低分子化合物(A)雖然也可使粘性下降，但上述化合物(A)在混練時(shí)會產(chǎn)生一些泡，所以混練費(fèi)事，添加上述化合物(B)在操作上是有利的。
上述測定的粘性系數(shù)η與初期粘性系數(shù)η(0)差別不大的情況下，直接澆筑上述混凝土組合物即可。
此外，像盾構(gòu)施工法中構(gòu)筑襯砌混凝土的情況那樣，用混凝土泵壓送上述混凝土組合物進(jìn)行澆筑的情況下，假設(shè)上述第1水溶性低分子化合物(A)被上述混凝土泵的油成分吸附，那么如果在上述混凝土組合物中預(yù)先添加上述第1水溶性低分子化合物(A)后進(jìn)行壓送，則可以將澆筑時(shí)的上述混凝土組合物的特性可靠地保持在初期特性的水平。
上述粘性調(diào)整方法并不局限于用作盾構(gòu)施工法的直接澆筑混凝土襯砌材料的早強(qiáng)性耐水混凝土，還適用于難以采用振動器壓實(shí)的建筑物的施工以及海洋構(gòu)造物或地下構(gòu)造物等存在水的地方的混凝土施工所使用的混凝土組合物。
實(shí)施例如以下的表1和表2所示，在190kg/m3的水中加入543kg/m3的早強(qiáng)水泥(密度3.14g/cm3)，將水灰比調(diào)整至35％后，向其中摻入作為混凝土用化學(xué)混合劑的高性能特殊混合劑(花王株式會社制，含羧基的聚醚類減水劑，商品名“Mighty 4000FA”)和以烷芳基磺酸鈉為主要成分的添加劑(花王株式會社制，商品名“Visco Top 100FA”)，向其中加入597kg/m3的由河砂得到的細(xì)骨料(密度2.63g/cm3)進(jìn)行混合，在該混練物中添加以烷基銨鹽為主要成分的添加劑(花王株式會社制，商品名“Visco Top 100FB”)再次進(jìn)行混練，最后加入597kg/m3的粗骨料(密度2.56g/cm3)進(jìn)行混練，制成混凝土組合物。這時(shí)，作為上述粗骨料，使用13mm以下尺寸的粗骨料。



水灰比(W/C)＝35％細(xì)骨料率(S/a)＝38％接著，對上述混凝土組合物進(jìn)行了以下的(1)～(8)所示的材料試驗(yàn)。
(1)初期性狀坍落度流動性試驗(yàn)(5分鐘、10分鐘)、空氣量試驗(yàn)、混凝土溫度(2)新鮮混凝土經(jīng)時(shí)變化保持性在混練完成0、60、120、180、240分鐘時(shí)進(jìn)行初期性狀試驗(yàn)項(xiàng)目
(3)水中不離析性使新鮮混凝土落入水中，測定pH(4)水密性制作新鮮混凝土的圓柱供試體，對該供試體施加水壓，測定透過水量的同時(shí)，實(shí)施強(qiáng)度試驗(yàn)(5)粘性試驗(yàn)使混凝土在23度的傾斜面上流動，測定其速度(6)壓縮強(qiáng)度試驗(yàn)按照J(rèn)IS A 1108實(shí)施(7)泵壓送試驗(yàn)通過3英寸管道確認(rèn)壓送性(測定管道壓力損失，確認(rèn)混凝土的壓力損失)(8)收縮量的測定通過長度變化試驗(yàn)測定收縮量表3和表4為上述試驗(yàn)結(jié)果中的壓縮強(qiáng)度和新鮮性狀的測定結(jié)果，表5表示將各本發(fā)明的混凝土組合物的各個(gè)特性與以往的高流動性混凝土和水下混凝土進(jìn)行比較的結(jié)果。作為比較例使用的高流動性混凝土按照“高流動性混凝土施工指南”制成，水下混凝土按照“水中不離析行混凝土設(shè)計(jì)施工指南(暫行)”制成。




由表3～表5可知，本發(fā)明的混凝土組合物具有不僅流動性、抗材料離析性和早強(qiáng)性良好，耐水性也良好，而且泵壓送性、自整平性良好的特性。
最佳方式3上述最佳方式2中，對用作盾構(gòu)施工法的直接澆筑混凝土襯砌材料的早強(qiáng)性耐水混凝土進(jìn)行了說明，由上述實(shí)施例可知，本發(fā)明的混凝土組合物不僅耐水性良好，而且自整平性也良好，也適用于現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑。
現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法是通過對地基用機(jī)械進(jìn)行鉆孔，用穩(wěn)定液將挖掘坑道內(nèi)填滿，使鉆孔孔壁穩(wěn)定后，在上述鉆孔內(nèi)插入鋼筋籠，澆筑混凝土，從而在現(xiàn)場構(gòu)筑樁的方法的總稱。作為其代表性的施工法，有旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐鉆孔灌注樁施工法、反循環(huán)鉆孔法、全套管施工法等。圖4為旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐鉆孔灌注樁施工法的施工要領(lǐng)圖，該施工法中，如圖4(a)、(b)所示，首先使用旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐21，一邊注入膨潤土漿等穩(wěn)定液22，一邊對地基20進(jìn)行鉆孔，形成鉆孔23。接著，如圖4(c)～(e)所示，在上述鉆孔23的內(nèi)部插入鋼筋籠24后，從未圖示的混凝土泵通過導(dǎo)管25將混凝土組合物壓送到上述鉆孔23內(nèi)進(jìn)行澆筑，構(gòu)筑鋼筋混凝土樁(混凝土樁)26。上述導(dǎo)管25在構(gòu)筑混凝土樁26后撤去。
另外，上述混凝土的灌注時(shí)，認(rèn)為澆筑的混凝土組合物的自整平性低的情況下，混凝土可能會混入泥水或孔壁的砂土等，因此混凝土樁的品質(zhì)低下。所以，為保證安全，必須對規(guī)定的混凝土頂端高度進(jìn)行附加填土。上述必需的填土余高部26k的深度一般根據(jù)施工法而不同，通過泥水使鉆孔孔壁穩(wěn)定的旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐鉆孔灌注樁施工法和反循環(huán)鉆孔法中需要80cm左右，全套管施工法中需要50cm左右。接著，混凝土澆筑后，必須進(jìn)行削去浮漿皮(泥成分層)或泥水的沉淀物混合的上述填土余高部26k的樁頂處理作業(yè)。
此外，在砂礫或砂礫層中的就地灌注中，混凝土還會被滲流水或自噴地下水沖去，因此作為在這樣的地方使用的混凝土，可以考慮使用在水泥、水、骨料中摻入了例如硅膠、膨潤土等無機(jī)質(zhì)混合劑或AE減水劑等混凝土用化學(xué)混合劑的、耐水性良好且水泥浮漿泛出少的水下混凝土，但使用水下混凝土的情況下，也由于自整平性存在問題，與普通混凝土的情況一樣，必須進(jìn)行附加填土。
因此，認(rèn)為如上所述的構(gòu)筑現(xiàn)澆混凝土樁的時(shí)候，如果使用與上述最佳方式1、2同樣的、摻入了含有上述第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的增粘性混合劑的混凝土組合物，則可以同時(shí)提高混凝土組合物的耐水性和自整平性，所以存在滲流水或自噴地下水的情況下，也可以構(gòu)筑可靠性高的混凝土樁。
此外，如果這時(shí)將最初摻入了上述增粘性混合劑的混凝土正好澆筑到規(guī)定深度后，澆筑未摻入上述增粘性混合劑的混凝土來構(gòu)筑混凝土樁，則可以減少摻入了上述增粘性混合劑的高價(jià)混凝土的使用量，能夠大幅降低材料成本。
圖5(a)～(c)為本發(fā)明的最佳方式3的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法的示意圖，本例中，使用旋轉(zhuǎn)式鉆孔錐等鉆孔機(jī)械對地基20機(jī)械鉆孔，使鉆孔孔壁穩(wěn)定后，在上述鉆孔23內(nèi)插入鋼筋籠24，澆筑混凝土。這時(shí)，首先將自整平性高且耐水性良好的混凝土(以下稱作高自整平性耐水混凝土)11正好澆筑到規(guī)定深度后，澆筑將水、普通波特蘭水泥和骨料混練得到的普通混凝土12，構(gòu)筑混凝土樁10。
上述高自整平性耐水混凝土中，在水泥、水、粗骨料、細(xì)骨料中除了加入混凝土用化學(xué)混合劑，還作為增粘性混合劑，摻入含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的增粘性混合劑。作為其制造方法，首先在水泥、水、細(xì)骨料中混合混凝土化學(xué)混合劑和上述第2水溶性低分子化合物(B)，制成混練物后，在該混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)，再次進(jìn)行混練，最后加入粗骨料進(jìn)行混練，制成上述混凝土組合物。
作為上述混凝土用化學(xué)混合劑，可以從通常使用的混凝土用化學(xué)混合劑中適當(dāng)選擇，其中，通過以相對于水泥為0.5～5.0重量％、特別好是1.0～5.0重量％的比例摻入與上述增粘性混合劑的相溶性良好的、含羧基的聚醚類減水劑，可以使流動性和自整平性提高。
此外，作為上述水泥，可以使用將石灰石·粘土·氧化鐵等作為原料的普通波特蘭水泥、早強(qiáng)波特蘭水泥、中熱波特蘭水泥、白色波特蘭水泥等波特蘭水泥，或者高爐礦渣水泥、粉煤灰水泥、硅酸水泥等混合水泥，特別好是使用早強(qiáng)波特蘭水泥。
本例的高自整平性耐水混凝土中，水灰比(W/C)同樣較好是30～60％，更好是30～40％，特別好是35％左右。
對于混練方法，與上述最佳方式1、2相同，所以略去其說明。
如圖5(a)所示，上述高自整平性耐水混凝土用導(dǎo)管25進(jìn)行澆筑，該高自整平性耐水混凝土11具有高自整平性，所以與普通混凝土相比，澆筑后的混凝土表面更平坦。因此，可以大幅減少混凝土澆筑時(shí)的泥水或孔壁砂土等的混入。
此外，上述高自整平性耐水混凝土具有良好的耐水性，所以即使是存在滲流水或自噴地下水的地基，也可以防止泥水引起的實(shí)質(zhì)上的加水而產(chǎn)生的強(qiáng)度低下，而且可以防止泥水等引起的水泥粒子的流出而產(chǎn)生的品質(zhì)低下。
此外，上述高自整平性耐水混凝土具有良好的泵壓送性、流動性和抗材料離析性，所以不僅可以有效地減少泵壓送時(shí)和填充時(shí)的材料離析，而且可以減少水泥浮漿泛出。
此外，如圖5(b)所示，本例中，通過將上述高自整平性耐水混凝土11正好澆筑到規(guī)定深度后，澆筑普通混凝土12，構(gòu)筑混凝土樁10，從而減少摻入了上述增粘性混合劑的高價(jià)的高自整平性耐水混凝土的使用量，以降低材料成本。
即，在將導(dǎo)管25的下端部留在上述澆筑了的高自整平性耐水混凝土11內(nèi)的狀態(tài)下，一邊將上述導(dǎo)管25緩緩提起，一邊從上述導(dǎo)管25壓送普通混凝土12。由此，在澆筑的混凝土表面一直存在具有良好的耐水性和自整平性的上述高自整平性耐水混凝土11，所以混凝土表面保持平坦，不會混入泥水或孔壁砂土等。因此，可以將混凝土樁10的填土余高部10k的量降到非常低，所以能夠簡化樁頂處理。
最佳方式4.
上述最佳方式1～3中，骨料使用由河砂、海砂、山砂、碎石等獲得的骨料(普通骨料)，但在摻入與普通骨料比重不同的不同比重的骨料時(shí)，通過作為增粘性混合劑摻入含有上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑，也可以使上述不同比重的骨料均一地分散在混凝土中。
作為通常在用于建筑物的墻板、地面或屋面板的輕量化的結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)混凝土或者以隔熱、被覆或吸音為主要目的的非結(jié)構(gòu)用混凝土等輕質(zhì)混凝土中摻入的骨料，如日本專利特開2001-261413號公報(bào)和日本專利特開平8-26853號公報(bào)所揭示地，使用比重比普通骨料小的火山礫等天然輕骨料或Mesalite和Asanolite(都為商品名)等人工輕骨料。
此外，對于堤壩等水工構(gòu)造物和建筑下部構(gòu)造物等要求單位體積的重量大的混凝土構(gòu)造物，或者加速器設(shè)施、鈾處理設(shè)施、反應(yīng)堆設(shè)施等處理放射線的設(shè)施所設(shè)置的屏蔽墻，如日本專利特開平2-172846號公報(bào)和日本實(shí)用新型實(shí)開平6-76899號公報(bào)所揭示地，采用含有將磁鐵礦等天然巖石粉碎得到的骨料、噴丸除銹用的鋼細(xì)?；蛘邔U鐵材料鍛造或熱壓加工制成粒狀得到的骨料等比重比普通骨料大的重骨料的重質(zhì)混凝土。
另外，如上所述的摻入了比重比普通骨料小的骨料的輕質(zhì)混凝土或摻入了比重比普通骨料大的骨料的重質(zhì)混凝土中，與摻入普通骨料的情況相比，容易發(fā)生材料離析，因此存在上述骨料的分布不均質(zhì)的問題。即，若骨料的分布不均質(zhì)，則為輕質(zhì)混凝土的情況下，混凝土的強(qiáng)度下降。上述輕質(zhì)混凝土特別是在干燥狀態(tài)下，干燥收縮大，發(fā)生裂縫，因此存在彎曲強(qiáng)度和耐久性顯著低下的傾向。
另一方面，堤壩等水工構(gòu)造物和建筑下部構(gòu)造物等中，骨料分布不均一的情況下，由于發(fā)熱量和干燥收縮大，因此容易出現(xiàn)裂縫等，耐久性存在問題。此外，為屏蔽墻的情況下，由于放射線屏蔽效果出現(xiàn)不均，存在屏蔽效果降低的問題。因此，制造上述輕質(zhì)混凝土?xí)r，與AE減水劑等減水劑一起，摻入以纖維素類或丙烯酸類的水溶性高分子為主要成分的材料離析減低劑(增粘性混合劑)，在抑制流動性下降的同時(shí)嘗試抑制上述材料離析，但難以充分控制材料離析。
此外，對于上述重質(zhì)混凝土，目前根據(jù)需要進(jìn)行分層澆筑以消除骨料分布的不均一，但是不僅操作性差，而且由于形成接縫，耐久性和強(qiáng)度、放射線屏蔽效果也不充分。此外，也提出了進(jìn)行骨料的粒度分布的調(diào)整，或者在表面設(shè)置凹凸而提高與水泥的粘著性等方法，但目前為止還無法獲得滿意的效果。
最佳方式4的含不同比重骨料的混凝土組合物中，在水泥和水中摻入由人工輕骨料構(gòu)成的骨料，并且摻入混凝土用化學(xué)混合劑(減水劑)和增粘性混合劑，本例中，作為上述增粘性混合劑，使用含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑。此外，作為其制造方法，首先在水泥、水、細(xì)骨料中混合混凝土用化學(xué)混合劑和上述第2水溶性低分子化合物(B)制成混練物后，在該混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，最后加入粗骨料進(jìn)行混練，制成混凝土組合物。由此，不僅可以確保足夠的流動性，而且能夠使上述人工輕骨料均一地分散在混凝土中。
作為上述人工輕骨料，由例如調(diào)合膨脹性頁巖、膨脹粘土或粉煤灰等原料制成細(xì)粉末后造粒、燒結(jié)得到的骨料，將石灰質(zhì)或硅質(zhì)發(fā)泡、燒結(jié)得到的骨料，或者使珍珠巖、黑曜石等燒結(jié)膨脹得到的骨料等，可以作為鋼筋混凝土造的主體等的結(jié)構(gòu)材料使用，或者用于隔熱或耐火被覆等的非結(jié)構(gòu)材料，可以根據(jù)其用途適當(dāng)確定骨料的種類、粒徑、細(xì)骨料率和摻入量。
這些人工輕骨料的化學(xué)成分主要為氧化硅(SiO2)、氧化鋁(Al2O3)、氧化鐵(Fe2O3、FeO)、氧化鈣(CaO)、氧化鎂(MgO)等金屬氧化物，其絕對干燥比重在例如結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)混凝土骨料的情況下，細(xì)骨料不到2.3，粗骨料不到2.0(根據(jù)JIS A 5002)。
此外，作為為了提高混凝土組合物的流動性而添加的混凝土用化學(xué)混合劑，可以從通常所使用的混凝土用化學(xué)混合劑中適當(dāng)選擇，例如木素類、聚羧酸類、三聚氰胺類、萘類或氨基磺酸類等聚醚類減水劑，含羧基的聚醚系減水劑，AE減水劑，高性能AE減水劑等。
這樣在水泥、水和由人工輕骨料構(gòu)成的細(xì)骨料中混合混凝土用化學(xué)混合劑和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)，制成混練物后，在該混練物中添加選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，最后加入由人工輕骨料構(gòu)成的粗骨料進(jìn)行混練，制成混凝土組合物，所以即使骨料使用比重比普通骨料輕的人工輕骨料的情況下，也可以保證足夠的流動性，并且使上述人工輕骨料均一地分布到混凝土中。因此，可以改善操作性，而且可以制成強(qiáng)度均一的輕質(zhì)混凝土。
上述最佳方式4中，輕骨料使用人工輕骨料，但并不局限于此，本發(fā)明當(dāng)然也可以用于使用火山礫等天然輕骨料或煤灰等副產(chǎn)物輕骨料的情況，或者使用組合了上述天然輕骨料或副產(chǎn)物輕骨料和人工輕骨料的輕骨料的情況。
最佳方式5上述最佳方式4中，對摻入了輕骨料的混凝土組合物進(jìn)行了說明，但在制造用于堤壩等水工構(gòu)造物和建筑下部構(gòu)造物等的、骨料的一部分或全部使用比重在4.0以上的重骨料的重質(zhì)混凝土的情況下，如果除了水、水泥、骨料之外，還作為增粘性混合劑摻入含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的混合劑，則可以使上述重骨料均質(zhì)地分布到混凝土中。作為上述重骨料，可以使用例如磁鐵礦或鐵礦砂等鐵礦石、或者鐵等金屬、珍珠巖等。此外，這些重骨料可以制成細(xì)骨料或粗骨料與普通骨料一起摻入，也可以同時(shí)用于細(xì)骨料和粗骨料。
由此，重質(zhì)混凝土中上下方向的骨料引起的不均質(zhì)得到改善，在混凝土的上部不會形成富配合(灰漿多的配合)，干燥收縮引起的裂縫的發(fā)生得到抑制，可以抑制耐久性的低下。另外，不進(jìn)行分層澆筑也可以構(gòu)成水工構(gòu)造物和建筑下部構(gòu)造物等，所以可以提高作業(yè)效率，而且可以制造沒有重迭澆筑等結(jié)構(gòu)上脆弱的部位的耐久性高的構(gòu)造物。
本發(fā)明并不局限于用于水工構(gòu)造物和建筑下部構(gòu)造物等的重質(zhì)混凝土，還可以用于屏蔽放射線的屏蔽混凝土。即，制造上述屏蔽混凝土?xí)r，如果作為增粘性混合劑摻入含有選自陽離子型表面活性劑的第1水溶性低分子化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的第2水溶性低分子化合物(B)的混合劑，不進(jìn)行分層澆筑也可以使重骨料均質(zhì)地分布到混凝土中。因此，沒有分層澆筑產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)上脆弱的部位，所以可以提高屏蔽混凝土的耐久性，而且重骨料在混凝土中均質(zhì)地分布，因而可以消除放射線屏蔽效果的不均，能夠提高屏蔽效果。
此外，上述最佳方式4、5中，對骨料的一部分或全部摻入輕骨料或重骨料的情況進(jìn)行了說明，但本發(fā)明也適用于例如使用將建筑廢料或銅爐渣等廢棄物作為原料的骨料的情況等同時(shí)混入了輕骨料和重骨料的骨料的情況。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性如上所述，采用本發(fā)明，可以獲得早強(qiáng)性、流動性、自整平性和抗材料離析性良好且耐水性也良好的混凝土組合物，所以可以容易且可靠地進(jìn)行涌水地層的盾構(gòu)施工法的襯砌混凝土的構(gòu)筑、難以采用振動器壓實(shí)的建筑物的施工以及海洋構(gòu)造物或地下構(gòu)造物等存在水的地方的混凝土施工。
此外，構(gòu)筑混凝土樁時(shí)，也可以大幅減少混凝土灌注時(shí)泥水或孔壁砂土等的混入，所以幾乎不用進(jìn)行附加填土，也可以構(gòu)筑混凝土樁。
另外，作為骨料摻入與普通骨料的比重差大的骨料的情況下，也可以使上述骨料均一地分散到混凝土中，所以可以容易地制造均質(zhì)性高的輕質(zhì)混凝土和重質(zhì)混凝土。
權(quán)利要求
1.一種混凝土組合物，它是在水泥、水、骨料中添加增粘性混合劑進(jìn)行混練而得到的混凝土組合物，其特征在于，作為上述增粘性混合劑，使用含有第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑，所述添加劑為上述化合物(A)和上述化合物(B)選自以下的組合的添加劑中的任一種選自兩性表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子型表面活性劑的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自溴化合物的化合物(B)的組合。
2.如權(quán)利要求1所述的混凝土組合物，其特征在于，作為上述增粘性混合劑，使用含有選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的混合劑，而且相對于單位水量，分別以0.5～5.0重量％的比例摻入上述化合物(A)和上述化合物(B)。
3.如權(quán)利要求1或2所述的混凝土組合物，其特征在于，上述混凝土組合物中的水灰比設(shè)為30～60％。
4.如權(quán)利要求1～3中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其特征在于，在上述混凝土組合物中還以相對于水泥為0.5～5.0重量％的比例摻入混凝土用化學(xué)混合劑。
5.如權(quán)利要求4所述的混凝土組合物，其特征在于，作為上述混凝土用化學(xué)混合劑，使用含羧基的聚醚類減水劑。
6.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其特征在于，作為上述骨料，使用粗骨料和細(xì)骨料，而且作為上述骨料所含的細(xì)骨料的比例的細(xì)骨料率設(shè)為30～45％。
7.如權(quán)利要求1～5中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其特征在于，骨料的至少一部分或全部使用比重小于普通骨料的骨料和比重大于普通骨料的骨料中的任一種或同時(shí)使用兩種。
8.一種混凝土組合物的制造方法，它用于制造權(quán)利要求1～7中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物，其特征在于，在水泥、水、骨料中添加上述第2水溶性低分子化合物(B)進(jìn)行混練后，在上述混練物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)再次進(jìn)行混練，制成上述混凝土組合物。
9.一種混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，它用于調(diào)整權(quán)利要求1～權(quán)利要求7中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物的粘性，其特征在于，在上述混凝土組合物中再添加上述第1水溶性低分子化合物(A)和上述第2水溶性低分子化合物(B)的任一種或同時(shí)添加兩種，對上述混凝土組合物的粘性進(jìn)行調(diào)整。
10.如權(quán)利要求9所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其特征在于，上述化合物(A)和上述化合物(B)的初始配比設(shè)為約1∶1。
11.如權(quán)利要求9或10所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其特征在于，上述混凝土組合物的粘性比制造時(shí)的粘度低的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)。
12.如權(quán)利要求9或10所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其特征在于，上述混凝土組合物的澆筑現(xiàn)場的粘性比制造時(shí)的粘度高的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第2水溶性低分子化合物(B)。
13.如權(quán)利要求9～12中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物的粘性調(diào)整方法，其特征在于，通過混凝土泵壓送上述混凝土組合物進(jìn)行澆筑的情況下，在上述混凝土組合物中添加上述第1水溶性低分子化合物(A)后進(jìn)行壓送。
14.一種現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法，它是將鋼筋籠插入在地基上鉆出的孔的內(nèi)部、在上述孔內(nèi)通過導(dǎo)管壓送混凝土組合物進(jìn)行澆筑而構(gòu)筑混凝土樁的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法，其特征在于，使用權(quán)利要求1～6中任一項(xiàng)所述的混凝土組合物。
15.如權(quán)利要求14所述的現(xiàn)澆混凝土樁的構(gòu)筑方法，其特征在于，最初恰好以規(guī)定深度澆筑摻入了上述增粘性混合劑的混凝土后，澆筑未摻入上述增粘性混合劑的混凝土來構(gòu)筑混凝土樁。
全文摘要
制造在水泥、水、骨料中添加增粘性混合劑進(jìn)行混練而得到的混凝土組合物時(shí)，作為上述增粘性混合劑，使用含有第1水溶性低分子化合物(A)和第2水溶性低分子化合物(B)的添加劑，所述添加劑為上述化合物(A)和上述化合物(B)選自以下的組合的添加劑中的任一種選自兩性表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子型表面活性劑的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自陰離子性芳族化合物的化合物(B)的組合、選自陽離子型表面活性劑的化合物(A)和選自溴化合物的化合物(B)的組合。由此，可以獲得用于盾構(gòu)施工法的直接澆筑襯砌材料等的、早強(qiáng)性和耐水性都良好的混凝土組合物。
文檔編號C04B22/12GK1938240SQ20058001059
公開日2007年3月28日 申請日期2005年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月30日
發(fā)明者佐藤孝一, 金森誠治, 野中英, 渡邊則雄, 青野孝行 申請人:株式會社熊谷組, 法鐵克股份有限公司