[发明专利]用于自压实混凝土的具有羟乙基甲基纤维素的砂浆

说明书

技术领域

本发明涉及适合用于自压实混凝土调配物中的砂浆，并且具体来说，包含羟乙基甲基纤维素的此类砂浆。

背景技术

被称为自压实混凝土(self-compacting concrete，SCC)，也被称为自密实混凝土的专门混凝土是相对较新的专门材料。SCC的发展已经归因于日本研究人员，其发现了现在被称为SCC的混凝土调配物。SCC组合物与其它混凝土调配物不同。SCC可以仅仅在其自身的重量下绕流模具中的障碍物并且流入模具的拐角而无需振动以将混凝土分布于模具中。SCC倾向于在不截留空气的情况下流动，从而在无浇铸期间振动结构以分布材料和去除空气的复杂化的情况下实现具有复杂形状的持久混凝土结构的浇铸。

为了实现SCC的所需性能，调配物必须具有较低的屈服应力和较高的塑性粘度。屈服应力是使SCC流动所需的能量的量的量度。为了成为合格的SCC，混凝土必须在其自身的重量下流动。要使混凝土在其自身的重量下流动，其必须具有较低的屈服应力。塑性粘度是由于内部摩擦力而流动的材料所具有的阻力的量度。SCC必须具有较高的塑性粘度以保留悬浮集料的均质混合物而不是允许集料在混凝土调配物内偏析(segregate)。SCC必须具有较高的塑性粘度，同时避免偏析、过度泌水和过度的空气截留。为了实现这些合乎需要的性质，SCC具有独特的组成并且对组成变化较敏感。

通过SCC的砂浆(即SCC砂浆性质)来指定SCC的屈服应力、塑性粘度和其它流变性质。通常首先通过产生具有合乎需要的流变性质的砂浆组合物来产生混凝土调配物。可以随后用适当的集料调配砂浆形成SCC。用于表征砂浆以确定其是否适合作为SCC砂浆的适用方法包括坍落测试(slump test)、V形漏斗出料时间和泌水值(bleeding value)。为了适合用于SCC调配物中，尤其需要砂浆同时具有大于290毫米的坍落值、少于五秒的V形漏斗出料时间以及小于百分之三的泌水值。

通常用于SCC和SCC砂浆的组分中的一者为粘度调节剂(viscosity modifying agent，VMA)。VMA典型地用来提高砂浆和混凝土的粘度。VMA有助于防止偏析和泌水并且提供对水的变化和原材料变化具有稳固性的混凝土调配物。然而，选择适合的VMA具有挑战性，因为当合乎需要地提高粘度时，VMA可能还会不合需要地提高SCC的屈服应力并且从而抑制其自压实性质或提高其截留气泡的可能性。因此，为SCC和SCC砂浆选择适当的VMA主要限制为极小的材料组。用于SCC的常见VMA实例包括淀粉(其倾向于不利地影响屈服应力)、粘土(其倾向于不利地影响屈服应力)、韦兰胶(Welan gum)和迪优坦胶(diutan gum)(其为昂贵的并且其倾向于不利地影响塑性粘度)、羟乙基纤维素(其倾向于不利地影响流动性质)以及基于聚丙烯酸酯的合成聚合物(其为昂贵的并且其倾向于不利地影响屈服应力)。

需要鉴别适合用于SCC和SCC砂浆中的提供优于当前VMA的优势的替代VMA。举例来说，羟乙基甲基纤维素(hydroxyethyl methyl cellulose，HEMC)是比多种常见VMA便宜的VMA。然而，未在SCC调配物中使用HEMC聚合物，因为其倾向于具有过高的粘度，这产生对于合格的SCC来说过低的坍落值。HEMC还倾向于引起砂浆和混凝土中夹带空气，从而产生较低密度和较低品质的砂浆和混凝土。需要鉴别适合于调配出同时具有大于290毫米的坍落值、少于五秒的V形漏斗出料时间以及小于百分之三的泌水值的SCC砂浆的替代VMA。进一步需要的是VMA不会导致如典型的HEMC所经历的不合需要的较高空气截留。

发明内容

本发明提供适合作为SCC砂浆或甚至SCC的砂浆，其包含替代VMA。具体来说，本发明提供SCC砂浆，其包含出人意料地提供满足SCC砂浆需要的适合性质组合的专门HEMC。与大多数HEMC相反，本发明中所使用的HEMC并不具有过高的粘度(对于2重量％的水溶液大于30,000毫帕斯卡*秒(milliPascals*second))并且可以产生具有合乎需要的坍落度(大于290毫米)、五秒或更短的V形漏斗出料时间以及小于百分之三的泌水值的SCC砂浆。HEMC进一步出人意料地引起比其它HEMC选择方案少的空气截留。