專利名稱：混凝土的改良材料及其改良方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及對水泥的毒性堿和混凝土中排出的有害游離石灰質(zhì)進(jìn)行的抑制。具體地說，是涉及一種能抑制收縮裂縫、改善強(qiáng)度和密度、省去防水灰漿、防水板、且有效地利用了火山渣、煤渣的高耐久性軀體防水混凝土的改良材料和改良方法。本發(fā)明還涉及了混凝土的改良方法。
用于建筑的石棉最近被發(fā)現(xiàn)為是致癌物質(zhì)，于是人們對它進(jìn)行了改進(jìn)，但是對混凝土的建筑以及游泳池中所發(fā)生的幾種疑難雜癥的病因是否存在于水泥中這件事，在我國還尚未加以充分研究。
在英國，根據(jù)多年的試驗結(jié)果證實，國民中呼吸系統(tǒng)的疾病、胸部疾患、風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、神經(jīng)痛等的病因的60%與水泥有關(guān)，因而，在1955年頒布了食品衛(wèi)生法。
眾所周知，赤手碰及生混凝土?xí)r，水泥特有的毒性堿就會促使皮膚立即產(chǎn)生炎癥，因而導(dǎo)致表皮剝落。
另外，混凝土在干燥后，會從表面的翻沫和內(nèi)部長時間不斷地排出眼睛所看不見的游離石灰質(zhì)的微塵(以下稱灰塵)。對這種翻沫和灰塵若放置不管，就會被人體吸入，與水份反應(yīng)，呈現(xiàn)很強(qiáng)的毒性堿，因而成為危及人體健康的“衛(wèi)生上的問題”。
關(guān)于翻沫石灰經(jīng)常發(fā)生的主要原因和低強(qiáng)度的問題，敘述如下;
因河砂、河砂礫不足而導(dǎo)致的骨材質(zhì)量低下、比重大如3.01、石灰質(zhì)多、且流動性差的凹凸?fàn)钏槭跐沧⒑?，鈣、鋁、硅等的金屬離子等粒子之間不持有結(jié)合力的無機(jī)質(zhì)與析水一起溶出在生混凝土表面，經(jīng)常產(chǎn)生以碳酸鈣為主要成份的翻沫，在水分蒸發(fā)時就生成了毛細(xì)管，因而產(chǎn)生透水現(xiàn)象。
另外，如使用了海砂的山陽新干線高架橋，鹽分腐蝕了鋼筋，鋼筋膨脹后就撐破了混凝土，酸性雨從裂口滲入，傷口日益變大，存在著鋼筋本身破壞了混凝土而又不能換取的問題。
水分一多，水泥的作用就變差，骨材的粘結(jié)力(強(qiáng)度)也就低下，泵打法的碎石，山上的容易進(jìn)行，深谷的則形成了灰漿層，它會收縮裂開，因而存在著骨材分布不均勻的這種泵打法的問題。
此外，因交通阻塞、遠(yuǎn)距離現(xiàn)場、復(fù)雜的混凝土作業(yè)等而導(dǎo)致的水泥凝結(jié)“終結(jié)時間過了的問題”。
再者，過去使用的是在混凝土上涂敷灰漿的2層作業(yè)法。這種情況下，當(dāng)基材的混凝土一干燥，灰漿中的水分就被急劇地吸收，水泥就凝結(jié)但不裂開，因而產(chǎn)生了灰塵。相反地，若水份多了，析水就會浮起，到第一次泥刀作業(yè)完成為止，需要幾小時，再者，雖然進(jìn)行2、3次作業(yè)，但是每次要間隔進(jìn)水時間，所以作業(yè)也只好斷續(xù)進(jìn)行，冬天季節(jié)有時候要進(jìn)行到深夜。
這樣就造成水泥的凝結(jié)終了時間過長，而不具有結(jié)合力的翻沫就會大量發(fā)生。這是2層結(jié)構(gòu)與3次作業(yè)的“長時間作業(yè)法的問題”。
此外，還有這樣的問題，即建筑現(xiàn)場雖然是空中養(yǎng)生的，但由于強(qiáng)烈的日照、在寒風(fēng)中的直接暴露，一旦水分非常急劇地流失，收縮裂縫就會100%地發(fā)生，同時產(chǎn)生了碳酸鈣，此外，因粉灰(
ち取
粉)的作用，已是成品的磚瓦和防水板會發(fā)生剝離而漏水，而水泥與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，因而，在發(fā)生碳酸鈣的生混凝土凝結(jié)時成了最重要的“空中養(yǎng)生的問題”。
其次，生混凝土公司所提出的結(jié)果報告書中的試驗體，是把生混凝土車中取下的生混凝土澆注進(jìn)圓筒形金屬模子而形成的，與把這試驗體放在20℃的水中養(yǎng)生這種較好的條件下(JISA1108日本工業(yè)規(guī)格)而得出的壓縮強(qiáng)度試驗報告書相比，建筑物是把加了水的泵車中的混凝土澆注進(jìn)里面放有縱橫交錯鋼筋的木制模板里而形成的。因為注流到手夠不著的地方，所以發(fā)生了報廢(ジヤンカ)和連續(xù)澆注上的問題，而且由于是在自然養(yǎng)生的惡劣條件下，因而，實質(zhì)上存在著“建筑物的強(qiáng)度低于結(jié)果報告書的問題。上述混凝土強(qiáng)度低，因而在地震時是十分危險的。
另外，存在著在建筑現(xiàn)場對水泥以及生混凝土污水進(jìn)行垂流的問題。
骨痛病、白蠟病、石棉的致癌性等均未引起人們的足夠重視，水泥的“大樓病”以前就被人們指出了。例如，進(jìn)入新造的大樓里工作的女職工，半年左右時，臉色就變差，身體也跨了，這雖然與冷氣有著一定因果關(guān)系，但新生兒最好還是不要放入新造的大樓里的好，事實上，不少有名的醫(yī)師說水泥行業(yè)的工人已就住宅和工作場所這類混凝土造的房屋訴說了風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和神經(jīng)痛等。也就是說，如上所述地存在著在建造過程中以及建筑物完成時“無毒性檢驗的體制之問題”。
既然有了上述英國的試驗結(jié)果，假如對人類的健康僅產(chǎn)生1%的不利影響，那么，我們就負(fù)擔(dān)著作為建筑士和建筑業(yè)者的責(zé)務(wù)。只有通過這種改善，我們才能獲得一個健康明亮的居住條件，于是可以節(jié)約國家的醫(yī)療開支，減輕國民的納稅負(fù)擔(dān)。
在如此進(jìn)行的、隨時代的變遷而產(chǎn)生的建筑物的構(gòu)造、骨材的變化、合理的作業(yè)法、新建材的出現(xiàn)和居住條件的改善(完備的空調(diào)裝置)之背后，在室內(nèi)會發(fā)生混凝土所特有的結(jié)露和霉·塵谷，因這種交叉污染而經(jīng)常發(fā)生喘氣病這些均為不斷發(fā)生的深刻問題。
然而，不采用水泥的建筑物是辦不到的，因為工期和成本以及勞動力的不足而想避開打夯法也是行不通的。另外，石灰質(zhì)多且流動性差的碎石砂礫也因為河砂礫枯竭而不得不被利用，減少水會使流動性變差，因而在用泵壓送時受到了限制。
本發(fā)明者從以前的工程中看到，水泥的強(qiáng)堿性會導(dǎo)致的手的干裂，對灰塵表示了極大的關(guān)心，從1948年起就從汲取便槽開始著手進(jìn)行了研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在不漏水的混凝土中強(qiáng)堿灰塵較少。當(dāng)時，澆注了用手捏合的生混凝土，第二天就放入金魚，1分鐘以后金魚便死去。即使用麥秸進(jìn)行一個月的去澀味，那么一周后就全滅了(透水率為20%)。也就是說，吸水的水泥強(qiáng)度較低，翻沫·灰塵·毒性的發(fā)生率較高。
于是，發(fā)明并實際采用了名稱為“防止水泥制品表面形成針孔的方法”的日本專利第928531號、美國專利4031684、日本建設(shè)大臣認(rèn)定的不燃(個)第1302號。
再者，本發(fā)明針對現(xiàn)狀，首先改善了生混凝土，然后在澆注時再對它進(jìn)行改良，硬化之后，與基料一起進(jìn)行整體改良，結(jié)果發(fā)現(xiàn)了一種改良材料，這種改良材料能比任何時候、任何地方、任何人都要快且成本低地獲得品質(zhì)良好的混凝土。同時，還發(fā)現(xiàn)了一種改良方法。
(1)即本發(fā)明是一種含有羧基和/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物(以下稱粉粒聚合物料)、能對水泥的毒性堿、混凝土中排出的有害游離煤質(zhì)加以抑制的改良材料。
1.通過魚的生態(tài)實驗和原子吸光法這兩種方法對毒性進(jìn)行測定，其結(jié)果示于表1，并且還記載了與先有操作法相比較的比較例。
2.實驗與結(jié)果在大樓的陽臺上澆注普通的生混凝土，同時連續(xù)用金屬泥刀進(jìn)行作業(yè)，然后，灑上粉粒狀聚合物，第二天放入金魚、鯉魚、鮒魚各2條，這樣放置一個月以后，其生存率為100%。
3.另一方面，在吸收了水泥強(qiáng)堿的粉粒聚合物膠狀體的“經(jīng)原子吸光法對金屬離子量進(jìn)行測定的結(jié)果”1830ppm中，金魚游泳水僅為13ppm。再者，對洗液中的鈣量33.5ppm進(jìn)行改善，從而達(dá)到0.1-0.5ppm，于是防止了建筑中所產(chǎn)生的污染公害。(作為比較，建筑大臣認(rèn)定的合并凈化槽的排水的合格值為20ppm)在鋼筋大樓和鐵骨架的大樓中進(jìn)行了同樣的實驗，其結(jié)果確認(rèn)了這是一種生存率·止水率均為100%的穩(wěn)定的施工方法。
4.上述水泥的毒性防止機(jī)理是粉粒聚合物吸收和固定了從生混凝土溶出的析水中的鈣離子(Ca++)，抑制了作為翻沫主要成分的碳酸鈣(Ca CO3)的生成。這是依靠粉粒聚合物所具有的-COO-基的Ca2+離子的固定化而實現(xiàn)的。也就是說，通過化學(xué)方法用“粉粒聚合物的負(fù)離子”對“水泥的正離子”進(jìn)行化學(xué)作用，從而對水泥的毒性堿進(jìn)行吸收和固定化處理，于是可對混凝土建筑物的“居住環(huán)境進(jìn)行改善”，并且在工地現(xiàn)場也可對垂流的“水泥污水進(jìn)行處理”。
(2)其次是粉粒狀物為高分子化合物與增量材所構(gòu)成的混合物的混凝土(澆注時以及完成后的)改良材料。
(第二發(fā)明)1.通過把粉粒狀物與作為增量的火山渣、石棉和防霉劑等進(jìn)行混合，兩者共生后消除了散布不均，促進(jìn)了吸水膠化和防霉作用。
2.例如在2層板坯的情況下，由于散布在模子架上面的粉粒聚合物吸收了生混凝土的剩余水份，加速了硬化，進(jìn)而可早期脫模，所以就提高了模子架的運轉(zhuǎn)率，降低了生產(chǎn)成本。
3.另外，脫離模子架后，增量材的石棉纖維緊緊系住混凝土，即使在下面也不會發(fā)生脫落，由于聚合物的膠化，凍膠狀布具有優(yōu)異的保水力，因而顯示出與水中養(yǎng)生同樣的效果，使水泥進(jìn)行完全的水和反應(yīng)，從而抑制了收縮裂縫，增大了強(qiáng)度和密度。
4.再者，粉粒聚合物與石棉的混合物在建筑物完成后，聚合物吸收了混凝土特有的結(jié)露，抑制了霉變，防止了喘息病，省去了除去該改良材的功夫，于是發(fā)揮了第二種功能。
5.然而，該聚合物的吸水速度在2至3分鐘內(nèi)可吸進(jìn)全吸收量的80-100%。一旦水被吸入，即使加壓力也排放不了水，在對大氣中的水分以50%的程度進(jìn)行吸濕的情況下，其外觀形狀均不發(fā)生變化。
吸水能力為1公斤吸收1噸水，然后反復(fù)進(jìn)行干燥。干燥進(jìn)度取決于溫濕度，在天花板下為1-5天。
(3)再者，本發(fā)明是一種混凝土的改良方法，其特征是把含有羧基以及/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物散灑或混合在澆注前或澆注后的混凝土中，從而使該粉粒狀物與混凝土相粘合(第三發(fā)明)。
1.采用該方法后，即使有鋼筋等障礙物，然而因為是粉粒狀物質(zhì)，所以可通過噴灑槍進(jìn)行任意的散灑，對混凝土下面(即樓下天花板)、和澆注后表面進(jìn)行連續(xù)作業(yè)來散灑該聚合物，就可不留痕跡、不損壞加工面，于是就改良了上面(樓上地板)的兩面。
3.進(jìn)一步吸收水泥的毒性，加速硬化，凍膠狀保水以防止開裂，同時進(jìn)行干燥，制作與發(fā)泡水泥同樣的空氣層，于是具有輕量、絕熱、以及防止結(jié)露等作用效果。也就是說，第3發(fā)明是要能對混凝土的兩面或全體進(jìn)行同時改良。
(4)本發(fā)明還提供了一種必要時可同時使用權(quán)項1，2，3的改良材吸水聚合物、在寒風(fēng)時能通過膠布來使混凝土防凍的改良方法，其特征是為了用含有木質(zhì)素磺酸鈣基的高分子化合物的液狀物(以下稱液狀聚合物)對對應(yīng)于外氣溫和復(fù)雜混凝土構(gòu)件、哥德(ェ
-ルド)接頭的種類，通過添加量來調(diào)節(jié)普通水泥的凝結(jié)終結(jié)時間，與快速凝結(jié)的水泥同樣地加速硬化、或相反地拖延硬化時間，而采用一定的裝置加以混入，在澆注前對全部生混凝土進(jìn)行改良(進(jìn)行減水以防止收縮，一次完工，因而不需要防水灰漿以及防水板)。
1.在外部氣溫為＝5℃時，過去的生混凝土吸水緩慢，用金屬泥刀進(jìn)行操作常常要干到深夜。這樣一來，過了水泥的凝結(jié)終結(jié)時間[普通硅酸鹽水泥的最終凝結(jié)時間為3小時40分鐘](JISR5210-標(biāo)準(zhǔn)軟度水量28%)而不具有粒子間結(jié)合力的翻沫經(jīng)常發(fā)生，要除去這不但要化費大量的勞力，而且用灰漿涂敷的2層作業(yè)法進(jìn)行作業(yè)的話，以后灰漿就會剝離，裂縫就會出現(xiàn)。此外，過去對凍結(jié)了的表面是在第2天用泥刀進(jìn)行壓平的，但水泥不是固化卻是灰化了。另一方面，為了防凍，在澆注后可灑上氯化鈣，但這會腐蝕鋼筋，因此不可取。所以，通過液狀聚合物的減水、延遲或促進(jìn)硬化和可塑性效果來調(diào)節(jié)生混凝土的硬化時間，使一次同時完工成為可能，進(jìn)而獲得高而軟性的驅(qū)體防水混凝土，該混凝土在嚴(yán)寒時是借助權(quán)項1、2、3的粉粒聚合物的膠布的防凍作用，因而不需要涂敷灰漿，不需要泵車，也不需要防水板。即，這是生混凝土澆注后立即進(jìn)行的改良。
2.相反，過去的生混凝土在高溫時離開裝置到達(dá)現(xiàn)場之前，生混凝土本身的發(fā)熱與日照相互作用，混合器內(nèi)的生混凝土加速凝結(jié)，由于不能直接用泵進(jìn)行壓送，所以在現(xiàn)場加水后送至房頂。例如，當(dāng)外部氣溫為40℃時，鐵架，蓋板上的直接溫度會達(dá)到90-105℃，普通生混凝土的流動性越來越差，澆注后沒過多久就硬化了，作業(yè)性也隨之降低，由于表面不能加工得很完美，一般的做法是，以后再敷上防水灰漿，再進(jìn)一步貼上防水板。本發(fā)明的改良方法由于有液狀聚合物的延遲以及可塑性效果，能通過生混凝土的一層(一體化)作業(yè)完成而不發(fā)生剝離，因此就不需要需每10年換貼的防水板，可利用火山渣和煤渣骨料，它們重量輕且具有隔熱性，表面呈燒物狀且具有光澤，雨水的流動性良好，因而可改良成理想的混凝土屋頂。
(5)接著，本發(fā)明還提供了這樣一種改良方法，該方法不需要防水灰漿以及防水板，其特征是在鋼骨混凝土屋頂上割成面積為10m2以及30m2以內(nèi)的淺箱狀獨立池，形成復(fù)數(shù)個，在該鄰接接口內(nèi)充填權(quán)項1所記載的改良材(第5發(fā)明)。
1.在我國，一年四季的外部氣溫有著正負(fù)100℃以上的溫度差，例如，在外部氣溫為40℃時，鋼骨架的屋頂基材的蓋板直接溫度為90-105℃。
夜間收縮了的表面積大的折板片，在生混凝土澆注后于水泥凝結(jié)開始的最重要的時間段內(nèi)，因強(qiáng)烈的日照，板片的伸長和相反的混凝土的急劇收縮相作用，100%會發(fā)生裂開。為此，現(xiàn)有的作業(yè)方法是涂上防水灰漿再貼上防水板，但有機(jī)和無機(jī)難以結(jié)合;而用漿糊對溫度差大的屋頂進(jìn)行粘貼的方法，因為伸縮會使防水板剝落。一年四季膨張和收縮反復(fù)進(jìn)行，裂口越來越大，在補(bǔ)漏方面要化費大量的勞力和經(jīng)費。
2.于是本發(fā)明者首先把混凝土屋頂設(shè)成多個鄰接的淺箱狀獨立池，每一塊的面積劃分成10m2至30m2以內(nèi)，在池中放入水，用水對屋頂進(jìn)行全面的冷卻，從而抑制鐵制材料的膨脹，另一方面，使混凝土免受日照，通過水中養(yǎng)生對水分進(jìn)行補(bǔ)充，同時，使水泥進(jìn)行完全的水和反應(yīng)以增大強(qiáng)度和硬度，因為能生成無毛細(xì)管的水密混凝土，所以屋頂就能通過混凝土的澆注來進(jìn)行100%的止水。
3.然而，因為現(xiàn)場的情況而不能貯水的屋頂?shù)男螤罨騼鼋Y(jié)的場合下，把本發(fā)明的粉粒狀聚合物散灑在混凝土的表面后，會立刻膠化，于是生成厚度為1cm左右的膠狀保護(hù)膜，從而具有與水中養(yǎng)生同樣的作用效果。
4.此外，大地震時鋼骨架的屋頂會變形成[^]字，但被劃分成10m2至30m2以內(nèi)的(排列了多個淺箱的屋頂)發(fā)泡苯乙烯制的連接接口的彈性作用放走了無用的力，所以，混凝土的屋頂就不會折斷。臨時性地，在鄰接接口的堵縫中即使出現(xiàn)間隙，吸水聚合物會暫時吸入雨水，因而不致于漏水，于是可以使鐵質(zhì)骨架防銹，從而獲得高耐久性的防水混凝土的屋頂，并大幅度地縮短工期、降低成本。
(6)再者，本發(fā)明還提供了一種在澆注時對現(xiàn)有的生混凝土進(jìn)行改良的方法(第六發(fā)明)，其特征是對常規(guī)的生混凝土進(jìn)行澆注，除搗固之外再進(jìn)行輕輕振動，然后排出離析水份和一起浮上的水泥翻沫，并在排出翻沫后的混凝土上散灑權(quán)項3所記載的水不溶性吸水性樹脂。
1.對水分多的、常規(guī)的生混凝土也能加以直接使用的改良方法，例如對最上層板坯的下面用吸水聚合物進(jìn)行吸水，再者往上面澆注生混凝土并細(xì)心地加以固定，同時進(jìn)行微振，絞出剩余水和同時浮上的翻沫，利用排水坡度，通過排水管排出(防止公害)，同時用金屬泥刀進(jìn)行連續(xù)作業(yè)，再進(jìn)一步通過吸水聚合物的散灑從上下兩面吸收水分，所以水/水泥比在凝結(jié)前減水至40%以下(過去為70%)。
2.其結(jié)果，使水泥增量了(70%-40%＝)30%，4天后可發(fā)現(xiàn)初期強(qiáng)度(過去要化4周)，從而提高了模子架和支撐架的運轉(zhuǎn)率，縮短了工期，同時降低了成本，防止了翻沫，提高了質(zhì)量。(現(xiàn)有技術(shù)的生混凝土，其初期強(qiáng)度慢，從建筑基準(zhǔn)法看，梁和地板下的支撐架有4天以上的安裝時間)。
(7)其次，本發(fā)明還提供了混凝土制的屋頂部位的改良法(第七發(fā)明)，其特征是在澆注前把排水管埋設(shè)在混凝土的厚度之內(nèi)，用保持有任意水深的管子使溢出水按自然放流的方式流向該管子的中央，把水貯于屋頂整體，所以不需要防水灰漿以及防水板。
1.在混凝土板坯上使頂排水管固定在所需的高度，在厚度為5mm的板狀物中開洞，使之成為排水管的法蘭盤，把即使腐蝕也不能替換的排水管埋設(shè)在混凝土內(nèi)部(與鋼筋同樣)，從而抑制了腐蝕(過去因為麻煩，是在澆注混凝土之后再裝設(shè)的，用灰漿埋設(shè)的作業(yè)法，漏水率為80%)。100%的止水，是通過澆注混凝土同時安入、固定排水管的方法來實現(xiàn)的。
2.在該排水管中央用粘土粘上直徑為3cm的氯乙烯管(40cm長)并使其上下自在，根據(jù)屋頂?shù)男螤钫{(diào)節(jié)水深，同時使降雨時的自然放流成為可能。這樣一來，通過用水的冷卻來抑制高溫時蓋板的膨脹，此外，即使是強(qiáng)烈的光照也能保住混凝土的表面，從而防止開裂和灰塵，同時使水泥進(jìn)行完全的水和反應(yīng)，在總體上對混凝土進(jìn)行水密改良，氯乙烯管成為一種重要的排水管的水龍頭。另外在澆注時，從該排水管通過臨時接水斗排出生混凝土水，所以可以不發(fā)生污水往鄰近處的飛散、通過處理強(qiáng)堿也清除了對建筑物的公害。
3.再者，該水龍頭是對水分多的常規(guī)技術(shù)的生混凝土進(jìn)行澆注、對屋頂?shù)呐潘露燃胺较蚝蜕疃冗M(jìn)行測定的重要的尺度(振動混凝土使之均勻，放置后水便浮上。該水是水平的，以這為尺度，設(shè)計排水坡度。屋頂上是1/100這種嚴(yán)格的排水坡度。也就是說盡管是長為10cm、高為1mm的坡度，而用水龍頭這是可能的)。排水坡度等確認(rèn)后拔掉水龍頭，析出水就自然排水，再者，強(qiáng)制排出翻沫，用泥刀作業(yè)后，在水泥的凝結(jié)終結(jié)開始后不久，立即安上水龍頭從而貯水。該水龍頭管是采用粘土而被固定在容器內(nèi)的。
4.貯水效果除上述以外，還有
加上水壓可容易地發(fā)現(xiàn)漏水處(水遇上一根毛發(fā)的間隙也會漏出)。
在頂上，在這寬闊面積與施工縫的部分和復(fù)雜交錯的模子架中要進(jìn)行無間隙地澆注[用快速泵打入為不行的打設(shè)技能(低下)]是十分難的技術(shù)。然而
貯水后不久，施工縫、隔板、螺栓的間隙滲出的水就停止了。其理由是它具有這樣的作用效果，即滲出的水溶出了鈣離子(Ca2+)，與空氣中的氧氣進(jìn)行反應(yīng)生成了碳酸鈣，小的結(jié)晶物堵塞了滲出的小洞，2-3天后可實現(xiàn)100%的止水。
然而，在屋頂上的水下設(shè)置的排水管閥，根據(jù)澆注工序，為了快速且容易地進(jìn)行脫離而做成了斜面。
(8)本發(fā)明還提供了必要時并用權(quán)項6的輕量混凝土的改良方法(第八發(fā)明)，其特征是在普通水泥中混入灰砂和粒度作了大中小調(diào)整的砂礫和權(quán)項3的(水不溶性吸水性樹脂的改良材)，然后通過用權(quán)項4(液狀聚合物)的水溶液混練后構(gòu)成的輕量混凝土，使之具有普通混凝土的強(qiáng)度(材齡為28日，18okg/cm2以上)，并具有絕熱、防露性。注灰砂的粒徑＝0.3-5mm，粗粒率1.81%灰砂礫的粒徑＝5-25mmJISA1102(根據(jù)日本工業(yè)規(guī)格骨材的篩分試驗方法)1.火山灰在我國各地較為豐富，并且較便宜，它盡管是一種重量輕、絕熱、耐火性好的混凝土骨材，但被作為未利用的資源而被棄置著，另一方面，煤渣在中國各地也是被棄置的。
2.不使用的理由是，因為灰砂和灰砂礫的第28天的強(qiáng)度在50-90kg/cm2以下(作為輕量混凝土第5種，日本建筑學(xué)會基準(zhǔn))，達(dá)不到結(jié)構(gòu)所需的強(qiáng)度(即180kg/cm2以上)，因此不能使用。該原因有
灰砂礫本身的壓縮強(qiáng)度在15-30kg/cm2以下。
粒形為凹凸，發(fā)泡體的吸水率在25%以上，喪失了流動性，作業(yè)性差。
若為提高作業(yè)性而加水，則水/水泥比(或稱水/灰比)較大，因而強(qiáng)度就差。
澆注后侵入氣泡內(nèi)的水會涌水，與析出水一起而經(jīng)常發(fā)生翻沫，水泥(粘結(jié)劑)變薄，因而強(qiáng)度變差。F灰砂礫的比重為0.7-1.17，而水泥為3.17，因此在澆注生混凝土?xí)r，灰砂礫就向上浮動。也就是說骨材與水泥分離，因不均勻分布而產(chǎn)生收縮裂縫，由于存在著這一致命缺點，所以在常規(guī)技術(shù)下是不能用在建筑結(jié)構(gòu)體上的。
3.本發(fā)明首先是通過添加權(quán)項3的水不溶性吸水性樹脂而產(chǎn)生以下效果(1)吸水樹脂吸收了剩余水分并減水，所得的水不溶性樹脂吸收水分，形成凍膠狀粒狀物，這再通過球軸承的加工作用而提高了流動性。
(2)進(jìn)一步提高了粘度，所以沒有輕的灰砂礫的浮上和分離。
(3)通過調(diào)整粒度來決定大中小灰砂礫的比例，分別通過適量的排列來使各骨材的空間達(dá)到最小，避免水泥的浪費，防止灰漿的收縮開裂。
(4)4周時的壓縮強(qiáng)度為301-347kg/cm2，彎曲強(qiáng)度為51.2kg/cm2，鋼筋的付著強(qiáng)度為128kg/cm2，提高到先有技術(shù)的3倍以上，于是可充分地使用在結(jié)構(gòu)體上。其結(jié)果示于表2，并記載了與先有技術(shù)的比較。[試驗結(jié)果報告書第21429號、第20頁(財)建材試驗中心]。
4.該方法可直接使用現(xiàn)有的生混凝土制造設(shè)備，并使建筑現(xiàn)場的泵壓送(縱向澆注)成為可能，而把作業(yè)軟度調(diào)整至坍落度10-12cm。
5.所得的混凝土，在干燥的同時吸了水的粒狀體形成了空氣層，并具有絕熱和防露性，重量較輕(在生混凝土中的比重為1.4-1.8)，適合于用作鋼筋、鐵骨架的以及木造住宅中的地板，因而是節(jié)能、隔音且防火的。
(9)最后，還提供了一種輕量混凝土的改良方法(第9發(fā)明)，其特征是把處于濕潤狀態(tài)的灰砂加入普通水泥中，同時，也加入權(quán)項5所記載的混合物，進(jìn)行干拌，使混合物、水泥布滿細(xì)灰砂的表面，然后，用權(quán)項4所記載的水溶液進(jìn)行混合，用所得的灰漿涂滿表面為干燥狀態(tài)的灰砂礫的表面，結(jié)果發(fā)現(xiàn)初期(第3天)的強(qiáng)度相當(dāng)于普通水泥的第28天以上的強(qiáng)度。
1.本發(fā)明首先是用手捏灰砂，并給予形狀不至破壞的濕度，在普通水泥中對由權(quán)項5的界面活性劑與云母或火山渣、煤碴組成的細(xì)微的混合物進(jìn)行干拌，然后立即在濕潤的砂的表面付著水泥和混合物。
2.接著，在用權(quán)項4的液狀聚合物水溶液混練而得到的灰漿中投入表面干燥的灰砂礫，灰砂礫的表面(附著)雪達(dá)磨式灰漿和疊層，凹凸?fàn)畹幕疑暗[則呈球形。
3.添加這類混合物，掌握適當(dāng)?shù)腟/A(砂/砂礫)的混合比率、材料的加入順序以及混練方法，從而獲得以下效果。
①使發(fā)泡砂礫變純后，首先是能防止吸水，②使水/水泥比(過去為70%)減至45%，結(jié)果是減少水分使水泥增量了(70%-45%＝)25%，提高了強(qiáng)度。
③再者，凹凸?fàn)畹那逸^軟的灰砂礫，通過撤灑可使砂礫全體成球狀，④灰漿層變成與雞蛋殼一樣，其壓縮材齡在第3天時為408kg/cm2，與現(xiàn)有的產(chǎn)品相比較，已上升至5倍的初期強(qiáng)度。見試驗結(jié)果報告第13號(國立豐橋技術(shù)科學(xué)大學(xué)，結(jié)構(gòu)材料實驗室，88年8月23日)。
4.本發(fā)明灰砂通過灰砂礫的組合而使強(qiáng)度增大的機(jī)理是通過加入權(quán)項4的含有木質(zhì)素磺酸鈣基的高分子化合物的液狀物，使水泥中的游離石灰質(zhì)與灰骨材的硅酸進(jìn)行反應(yīng)以制得難溶的硅酸鹽，可以認(rèn)為是取決于所謂的火山灰效果和上述①②③④的綜合效果。
5.該方法適合于坍落度為2-3cm的[平面澆注用]，有著優(yōu)異的初期強(qiáng)度，第2天可脫模，于是提高了模板的運轉(zhuǎn)率。因而，適用于PC板(組裝住宅)、有高強(qiáng)度要求的混凝土二次產(chǎn)品(不燃的雕刻建材等)。
本發(fā)明的云母或火山渣等的混合物利用了火山崩裂后留下的物質(zhì)，液狀混合劑的綜合效果即使在這里也可通過球軸承的作用而提高其可塑性。
坍落度2-3cm的硬的生混凝土(根據(jù)常識考慮)無論如何也不是那種能流入模子架的作業(yè)軟度，一般是這樣判斷的，但實際上在用上振動器的瞬間，該生混凝土?xí)阡摻钪g穿過，一直流到模子架的最里端，沒有混凝土表面的蜂窩(是混凝土在澆注時所發(fā)生的巢，豆板狀，因為從這里透水而使壓縮強(qiáng)度減半，所以，防止此現(xiàn)象的發(fā)生成了提高混凝土品質(zhì)的重要項目)，因而是致密的，于是獲得了漂亮的表面和強(qiáng)度。
所謂的火山崩裂后留下的產(chǎn)物是指鹿兒島的火山渣高地在臺風(fēng)時發(fā)生的山崩，有好多被活埋的犧牲者。一旦加工一下，則在下雨時會引起所謂的火山崩。這種流動性機(jī)理雖然還不很明確，而本發(fā)明則已加以利用了。
附圖涉及本發(fā)明的混凝土的改良材及改良方法，

圖1是圖示鋼骨造、鐵板基底屋頂中雨水斗的安裝方法的剖面圖，圖2是在鋼骨造、鐵板基底屋頂上形成的單個池的平面圖，圖3是圖2中重要部分的擴(kuò)大剖面圖，圖4是鋼筋混凝土造公寓屋頂?shù)钠矫鎴D，圖5是圖4的局部擴(kuò)大剖面圖。
圖中，101……雨水斗，107……管子，111……淺箱狀單個池。
以下通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
實施例1改良材(散灑用)吸水性樹脂淀粉-聚丙烯酸鈉的共聚體粉粒狀物(以下稱改良材1)以30g/m2的比率均勻地分散混入于生混凝土中，作為本發(fā)明的改良材。
實施例2改良材(混合用)除上述改良材1的使用量改作150g/m3之外，其他操作全部相同，作為本發(fā)明的改良材2。
實施例3改良材(散灑用)改良材1與火山渣169g/m2(鹿兒島產(chǎn))、防霉劑1g/m2在一起合用外，其他操作全部相同，此作為本發(fā)明的改良材3。
實施例4改良材(壁用)除在實施例3中并合加入3g/m2的水溶性樹脂粘合劑外，其他操作全部相同，此作為本發(fā)明的改良材4。
實施例5改良材(天花板地板用)石棉60g/m2、防霉劑1g/m2、云母粉粒狀物100g/m2與改良材1共同使用外，其他操作全部相同，此作為本發(fā)明的改良材5。
實施例6改良材除了代替實施例1和2中的改良材1而使用聚丙烯酸鈉以外，其他全部相同，此作為本發(fā)明的改良材6。
實施例7普通生混凝土的改良配比(河砂、碎石砂礫)水灰比(水/水泥)55%以下，單位水泥量300kg/m2以上、細(xì)骨材(S/A)率46%，坍落度10cm以下、空氣量2%以下，現(xiàn)場公稱強(qiáng)度220kg/m2以上，將此作為基本配比[以下稱作改生配(1)]實施例8輕質(zhì)生混凝土的改良配比(火山砂、火山砂礫、煤渣砂、煤渣砂礫)(1)縱向澆灌用水灰比58%以下，單位水泥量330kg/cm3以上、把粒徑5-10mm 69kg/m3、10-15mm 604kg/m3、15-20mm103kg/m3的表面干燥的砂粒作為粗骨材(砂礫)。把粒徑0.3-5mm粗粒率為1.81%的砂粒作為細(xì)骨材(砂)、(S/A率)48%、坍落度10-12cm以下、空氣量4%以下，現(xiàn)場公稱強(qiáng)度為250kg/cm2以上，將此作為基本配比[以下稱作輕生配(1)]。
(2)水平澆灌用除水灰比35%、坍落度2-3cm之外，其他與上述全部相同，作為本發(fā)明輕質(zhì)生混凝土的改良配比[以下稱作輕生配(2)]。
實施例9照原樣使用常規(guī)生混凝土的情況在現(xiàn)場，由于用泵車來加水因而水分比配合基準(zhǔn)(工廠的報告書)要多，澆灌后小心用振搗器搗固，同時用整平器擠壓出剩余水分，進(jìn)一步把析出的浮漿和析出的水一起經(jīng)有坡度的水溝從排水道強(qiáng)制排出(防止公害)，靜置約30分鐘。并且，析出的水浮在上面，按原樣放置，就可使它從有水坡度的水溝自然排出。然后(約2小時后)排水溝由于水泥流失了，所以補(bǔ)充涂上砂漿，然后再一次把整個面用木鏝刀抹均勻，水引出后用金屬鏝刀壓平，再用金屬鏝刀進(jìn)行第二次(最終)精加工，第2天存入水。大型物件及最上層因有胸墻如壓頂木等異形建筑材料存在，所以要比中間厚板比較多的時間，等到日落，由于在冬季氣溫會驟急下降，所以僅散灑實施例1的改良材1的粉粒聚合物，并確認(rèn)這種膠凝化養(yǎng)護(hù)膜，它可防止由于凍結(jié)和風(fēng)寒、或烈日照射引起的急劇的水分蒸發(fā)，改良成為不會發(fā)生收縮裂紋的制品。
實施例10生混凝土改良的混和劑把含有木質(zhì)素磺酸鈣的高分子化合物的液狀物(以下稱作改良劑7)添加在設(shè)備中，其加入量，低溫時為促進(jìn)型5.1-10.2l/m3、高溫時為延遲型0.9-1.8l/m3、常溫時為標(biāo)準(zhǔn)型1-2l/m3。另外，根據(jù)現(xiàn)場與生混凝土設(shè)備(車間)的距離，骨材種類，灌漿場所等，其配合量多少有些變化?；鹕缴暗[、煤渣砂礫有效利用情況下，上述的量可增加到10-20%。東京·大島產(chǎn)、鹿兒島、北海道產(chǎn)，中國產(chǎn)的煤渣砂礫等因產(chǎn)地不同，故比重、形狀、吸水率等也不同，將它作混合試驗，在確認(rèn)其可塑性(可加工性)，壓縮強(qiáng)度、彈性系數(shù)、鋼筋附著力、彎曲強(qiáng)度、干燥收縮、穩(wěn)定性、析水等的基礎(chǔ)上來修正粒度配比、單位水泥量，水灰比。
實施例11輕質(zhì)生混凝土改良的混合物以水泥重量0.7%的防水劑和水泥重量5%的云母或火山渣，煤渣的粉狀混合物作為改良材(以下稱作改良材D)實施例12水平澆灌用按實施例8的火山質(zhì)、煤渣骨材的混和方法及材料投入次序、把表面潤濕狀態(tài)的火山渣(細(xì)骨材)442kg/m3和普通波特蘭水泥330kg/m3放入混合機(jī)內(nèi)強(qiáng)制混合，再把8.3l/m3的實施例10的改良劑7和2.3kg/m3的實施例11的改良材D和198l/m3的水在一起混和而得到砂礫，在此砂礫內(nèi)，放入634kg/m3的表面干燥狀態(tài)的大島火山礫石，攪拌共計3分鐘。把火山礫石撒滿于砂漿中，這是水平澆灌用的混合方法。
垂直澆灌用，照原樣使用常規(guī)的設(shè)備中國產(chǎn)煤渣，煤渣砂礫，僅需修正比重差部分kg/m3。就是說僅僅按變輕部分減少容積。
實施例13雨水斗的安裝方法如圖1所示，生混凝土灌注前，把雨水斗101在厚度5mm、直徑24cm的膠合板中央，開孔103，使雨水斗101的上端收容在混凝土厚度102的中央(錐體形)，構(gòu)成雨水斗帽沿104，在模板或鐵板105上開設(shè)比雨水斗101粗1cm的孔106，把雨水斗插入(開大的1cm是為了避開鋼筋等障害物而留下的間隙，也為了方便插入。水泥漿料嚴(yán)密附著于帽沿104，所以不會漏水。此處為100%防漏水(止水)的重要部位)。
實施例14雨水斗栓把直徑3cm的聚氯乙烯管107放入該雨水斗101的中央，長度為40cm，使其能上下自由移動，根據(jù)屋頂?shù)男螤顏碚{(diào)節(jié)水深，并且使其下雨時能自然地放流超水位的水。雨水斗栓108的管107被用粘土109附在容器內(nèi)，栓108與雨水斗101均帶有錐度，可自由脫卸。
實施例15鋼骨造·鐵板基底屋頂·鋼骨溫度50℃以上時如圖2所示，屋頂坡度(過去為1/100)作為2/100，在鐵板上配筋，屋頂?shù)膯纹麻L度5m×房梁長度方向4m的下流(游)處，把實施例14的栓108裝在實施例13的雨水斗中。然后將發(fā)泡苯乙烯110分割成厚度2cm，高度20cm，做成淺箱狀單獨池111，在這樣的模板內(nèi)，把按實施例8的改良生混凝土的配方2進(jìn)行攪拌所得的生混凝土，以及在工廠中已加入了1.6升/米3的實施例10中的改良劑7即延遲型液體聚合物而得的生混凝土澆成10cm厚，用振搗器小心搗固，同時用長度為4.5米的整平器，把凹凸處整平，把火山砂礫，煤渣砂礫的露出部分全部壓入，等灰漿層上升到約1cm時，用木泥刀整平，在4M×5M地被分隔的外周裝上9cm的木模板作為浮模板，使堤壩的厚度成9cm，然后澆上該生混凝土，等堤壩與地面形成整體的池后，用金屬泥刀進(jìn)行精加工，接著進(jìn)行第2次(最終的)金屬泥刀精加工，放置1小時后，在水上設(shè)定雨水斗管107，使水深達(dá)5cm以上。灌入水，放置一個星期，作為加水壓的水中養(yǎng)護(hù)。之后排水、干燥，如圖3所示把發(fā)泡苯乙烯110切至2cm深，在其中放入100g/m2的實施例1中的改良劑1即吸水聚合物，再填入填充劑112。這便是本發(fā)明的“在高溫時”的鋼骨造屋頂混凝土的改良方法。
1.這樣做，即使在高溫時，也由于延遲和可塑性效果，即使用可塑性差的火山砂礫或煤渣砂礫也能得到操作性能改善，且輕質(zhì)、絕熱的混凝土屋頂。
2.用水冷與鐵的膨脹相反，能抑制混凝土的收縮，防止龜裂。
3.發(fā)生地震時即使屋頂變形，在與相鄰池111的緩沖部位(由于列車的連接部同樣的作用)混凝土也不折斷、不損壞。
4.即使相鄰的單獨池111之間的接合處(填充眼處)不幸出現(xiàn)了縫隙，吸水聚合物也能暫時存水后干燥并反復(fù)進(jìn)行，所以，改造成了“無漏水問題”的、無需防水灰漿和防水苫布的、耐久性好的混凝土防水屋頂。
實施例16同、外氣溫在零下5℃時在實施例15所述的方法中，除了添加12l/m3的改良劑7的促進(jìn)型液狀聚合物，在進(jìn)行第2次(最終)金屬泥刀精加工的同時散灑改良材1的粉粒聚合物，以及不存水以外，使之完全相同，作為本發(fā)明的“在低溫時”鋼骨造屋頂輕質(zhì)混凝土的防凍結(jié)改良方法。
實施例17鋼筋混凝土造公寓的屋頂，外界氣溫35℃以上時圖4是鋼筋混凝土屋頂?shù)钠矫鎴D，首先，在寬13m×縱長17m×深13cm的4個角插入實施例13中的雨水斗101，加上實施例14中的雨水斗栓108。接著如圖5所示，在模板113的上面扎好鋼筋、電線后，用噴漿器均勻散灑實施例5的改良材5的石棉使其混入，在實施例7的碎石、水灰比55%的改良配合物1中，混入實施例10中的改良劑7中的延遲型液狀聚合物1.4l/m3，并澆灌這樣制成的生混凝土，接著用木泥刀整平，再用金屬泥刀進(jìn)行第2次(最終)精加工，30分鐘后，在水上設(shè)定雨水斗管107并使水深達(dá)5cm，存水后放置1個星期，本發(fā)明的高耐久性的混凝土軀體防水結(jié)束。這樣就不需要防水灰漿、泵和防水苫布，能防止天花板的結(jié)露和發(fā)霉。另外，零下5℃時，風(fēng)速3米，屋頂面溫度為-8℃，所以不再存水，而散灑改良材1的粉粒聚合物，用膠幕保水，防止收縮開裂和防凍結(jié)。
實施例18同，低溫時直接使用傳統(tǒng)的生混凝土的情況下除了僅散灑實施例1中的吸水材料之外，與在實施例17(鋼筋混凝土在高溫時)中的處理完全相同，作為本發(fā)明的改良方法。又，吸水后的聚合物隨著混凝土的硬化變干成扁球狀附著在混凝土上，就這樣放置著，下雨時會自然流失，所以不必進(jìn)行水洗。
實施例19同2層樓板，外氣溫20℃左右時除了添加1l/m3的實施例10中的改良劑7即標(biāo)準(zhǔn)型液狀聚合物，并一邊用金屬泥刀進(jìn)行第2次(最終)精加工一邊散灑實施例5中的改良材5，然后放置和不存水外，與在實施例17中的操作完全相同，作為本發(fā)明“上下兩面”的改良方法。
實施例20同，在壁板外部，與外氣溫?zé)o關(guān)組裝好外模板后，配鋼筋、配線，另一方面向模板內(nèi)表面噴灑水，用噴漿器噴灑實施例4的改良材4，在實施例7的改良生混凝土配合1中添加實施例10的改良材7即標(biāo)準(zhǔn)型液狀聚合物1l/m2，澆灌這樣制成的生混凝土，然后放置(養(yǎng)護(hù))，改良了本發(fā)明的“外壁型面”。另外，改良材在噴灑后馬上凝膠化，但到組裝地面的模板和澆上混凝土有4-5日，會干燥、粘附其上，澆混凝土?xí)r吸水，所以無防礙。
實施例21同，在壁板外部，同除了在外側(cè)模板上也水附、粘附上實施例4的改良材4以外，與在實施例20中的操作完全相同，改良了本發(fā)明的“內(nèi)壁(分隔壁部分)的兩面”。
實施例22現(xiàn)場澆，輕質(zhì)、絕熱性，預(yù)制地板、壁、屋頂。(裝配住宅)把地基整成水平，澆上厚5cm、寬5m、長5m的三合一混凝土作基礎(chǔ)，在其上排列厚9mm的混凝土板，地板和屋頂板是，在混凝土的厚為13cm、寬4m、長4m(壁板寬3m)的金屬模內(nèi)配上鋼筋，散灑實施例5中的改良材5，把添加了實施例10中的改良劑7即促進(jìn)型液狀聚合物10l/m3的按實施例8中的改良生混凝土的配方2制成的輕質(zhì)生混凝土澆入，以金屬模的頂端為尺整成水平，僅散灑實施例1中的改良材1即粉粒聚合物，然后放置。第2天與上述一樣在其上放置混凝土板，以下進(jìn)行相同的操作，等達(dá)到1間的塊數(shù)時，把本發(fā)明的現(xiàn)場澆預(yù)制混凝土板改良好了。1星期后，以公知的方法，用吊車進(jìn)行組裝。
實施例23混凝土2次制品(輕質(zhì)庭石)在天然的銘石上涂上約厚5-10mm的尿烷橡膠作為內(nèi)模，外面再涂上約5-10毫米厚的FRP，粘上增強(qiáng)鋼筋作為外殼。對該拼合模板的一側(cè)面，用與天然石的粉粒狀物同色的彩色水泥以1∶3重量百分比的比例進(jìn)行干拌，用噴漿器把添加了實施例10中的改良劑7即促進(jìn)型液狀聚合物10l/m3后經(jīng)攪拌所得的糊狀物用噴漿器噴涂在該模板內(nèi)面，厚度為3mm-5m作為裝飾層。放置30分鐘，然后在實施例8的改良配比2中添加實施例2中的改良材2的粉粒狀物150g/m3，再攪拌和澆灌。另一個拼合模板也同樣處理，再把上述澆好的拼合模接合起來，用螺栓固定后加以振動，使之成為一體后放置。第2天脫膜，作為本發(fā)明混凝土2次制品的改良方法。
實施例24同(雕刻壁面)用尿烷橡膠制的、有3-8cm深、80cm寬、1m長的雕刻的模板，在里面散灑實施例1中的改良材1的粉粒聚合物，放置，第2天脫模，干燥后涂上加入銅粉末的涂料，除此外與在實施例23中的操作完全相同，作為本發(fā)明混凝土制壁畫的改良方法。
實施例25同、(大型、輕質(zhì)、絕熱性雕刻磚)使用深12-18mm、寬20cm、長40cm的4塊連續(xù)的尿烷橡膠模板，此外與實施例24的操作完全相同，作為本發(fā)明混凝土制磚的改良方法。
實施例26木造住宅·地板下防潮混凝土等的改良澆灌傳統(tǒng)的生混凝土，然后一邊用公知的木泥刀進(jìn)行整平，一邊用篩子散灑實施例3中的改良材，只要用這樣簡單的方法就行。把這作為本發(fā)明地板下防潮混凝土的改良方法(A)。改良材的成本是150日元/米2，價廉。
上述木造的公庫規(guī)格，連續(xù)基礎(chǔ)及其他混凝土的調(diào)合和強(qiáng)度在水灰比70-60%以下，公稱強(qiáng)度氣溫15℃以上時為135kg/cm2，在不到2-5℃時為195kg/cm2(日本建設(shè)省告示，公庫通用規(guī)格書，1987年第95頁)。但是，在陽臺等須要防水的情況下，如果添加實施例10中的改良劑7即標(biāo)準(zhǔn)型液狀聚合物1.5l/m3，則實施例7的水灰比成55%以下，實質(zhì)強(qiáng)度增加至301kg/cm2(B)，完全不產(chǎn)生翻沫和粉塵。表面象燒制品一樣有光澤。
還有，如果采用改良方法(C)，即用實施例8中的火山砂礫、煤渣砂礫的絕熱性骨材，水灰比52%以下，并用實施例10中的改良劑7即促進(jìn)型液狀聚合物8.3l/m3，則有如下效果。
1.由于防露性、水密性混凝土效果的疊加，對于因潮氣從地基面蒸發(fā)等，容易積存潮氣、水滴的地板下部位的木材，進(jìn)一步抑制發(fā)生腐朽菌例如那米達(dá)茸(ナミダ茸)菌(寒冷地區(qū))或滑他古沙來達(dá)開(ワタゲサレダケ)菌(溫暖地區(qū))，木造住宅的“耐久性提高”。
2.又，在填土造地區(qū)，能用化學(xué)方法抑制有害的氣體、粉塵(在EC各國用建筑基準(zhǔn)法作了規(guī)定)。
3.把東京、大島產(chǎn)火山砂礫和鹿兒島火山渣或煤渣砂、煤渣砂礫用于單戶建筑或毗鄰建筑的分界地面(254頁)的爐渣混凝土，則在隔音效果方面有利于“防止地面響”。其性能如下。
(a)隔音性試驗結(jié)果、中心頻率(Hz)100-5000透射損失(dB)32-56＝建筑物隔音等級D40-D45，按質(zhì)量規(guī)則的計算值是23kg/m2。
(b)絕熱性試驗結(jié)果(平板直接法)，平均溫度43.6-15.0℃溫度差6.2-6.5℃＝導(dǎo)熱率0.42-0.39Kcal/mh℃。
(c)防露性試驗結(jié)果，透濕系數(shù)0.071-0.069Gg/m2mm Hg透濕阻力14.1-14.5Rvm2hmmHg/g＝透濕率0.0011-0.0011Pg/mhmmHg。
(d)壓縮強(qiáng)度試驗結(jié)果、雖然是輕質(zhì)混凝土第5種90kg/cm2，本發(fā)明的改良法也達(dá)到了3倍以上的強(qiáng)度。如果是澆后第3日，231kg/cm2，也相當(dāng)于傳統(tǒng)重質(zhì)混凝土的4個星期的強(qiáng)度，這在連續(xù)進(jìn)行的工程和暫設(shè)性材料的周轉(zhuǎn)利用率的提高方面，能達(dá)到“成本、工期減半”的效果。另外，第7日與第28日分別是268和316kg/cm2。(一般情況下，大樓建筑用重質(zhì)混凝土所需強(qiáng)度是210kg/cm2以上)。
(e)彈性系數(shù)試驗結(jié)果、第3日、7日和28日分別為227、263和310×105kgf/(N/mm2)。
(f)比重試驗結(jié)果如下(很輕)豐橋石卷碎石對于表面干3.01大島火山砂礫干透1.37(1/2.2)鹿兒島火山渣干透2.05(1/1.5)春名山砂礫干透0.96(1/3.1)中國產(chǎn)煤渣干透0.70(1/4.3)(g)析水試驗結(jié)果、析水量0.13-0.15(cm3/cm2)。是按日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)J I SA1123做的試驗(試驗成績書見第21429號)。
又，本成績書是用于預(yù)制混凝土結(jié)構(gòu)的，但如果不用大島產(chǎn)的火山砂礫，而有效利用鹿兒島、春名、北海道產(chǎn)等的火山砂礫或煤渣砂礫，則能充分滿足公庫規(guī)格的強(qiáng)度，上述(b)、(c)、(f)的性能將更改善。前面的(A)、(B)、(C)按用途分別使用。
以下給出改良材的安全性試驗結(jié)果。
·急性經(jīng)口毒性試驗(鼠)LD5015.000以上(mg/kg)·1個月亞急性毒性試驗(鼠)無毒性·一次皮膚刺激試驗(兔)無刺激性·連續(xù)刺皮膚試驗(兔)無刺激性·眼粘膜刺激試驗(兔)無刺激性·陰道粘膜刺激試驗(小獵犬)無刺激性·變態(tài)反應(yīng)試驗(狗土撥鼠)無刺激性·液體污染度試驗(成人)無刺激性·液體污染度試驗(嬰幼兒)無刺激性
·變異原性試驗無毒性通過實驗把傳統(tǒng)的生混凝土及使用本發(fā)明的各種改良材的改良方法對水泥毒性堿的吸收和有害游離石灰的抑制結(jié)果作了比較，表1給出了該比較結(jié)果。在公寓的陽臺澆上生混凝土，第2天放入水，放置一個月。
本發(fā)明A……在傳統(tǒng)的生混凝土中散灑了改良材1即吸水聚合物。
本發(fā)明B……在改良生混凝土的配方1(水灰比為55%)中加入了改良劑7即液狀聚合物制成的。
本發(fā)明C……在按改良生混凝土的配方1攪拌好的生混凝土中分散拌入改良材1即吸水聚合物，并添加了改良劑7即液狀聚合物而制成的。
本發(fā)明D……按本發(fā)明的攪拌方法，在改良生混凝土的配方2中加入了改良劑7即液狀聚合物而生成的結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)混凝土。
從表1可知，本發(fā)明與傳統(tǒng)的生混凝土、混凝土相比，析水的產(chǎn)生量及各種金屬離子的含有量均較少，pH值也低。金魚等的生存率也達(dá)100%，也沒產(chǎn)生翻沫。
下面與上述相同地，把傳統(tǒng)生混凝土、傳統(tǒng)的火山砂礫、火山渣的混凝土及本發(fā)明的A至D的建筑物強(qiáng)度和止水率在表2作了比較。
從表2可知，本發(fā)明與傳統(tǒng)的混凝土相比，強(qiáng)度高，止水率也大大提高。
另外在表3中，對傳統(tǒng)生混凝土和添加了改良材1的該生混凝土，或在按改良生混凝土的配方1攪拌成的生混凝土中添加了改良材1、改良劑7的混凝土的壓縮強(qiáng)度及止水率等作了比較。其中傳統(tǒng)生混凝土……在傳統(tǒng)的比重為2.4的普通生混凝土中加入了混和材(
-ボ-ル)。
本發(fā)明E……在上述生混凝土中添加了改良材1。
本發(fā)明F……在按改良生混凝土的配方1攪拌好的生混凝土中加入了改良劑7。
本發(fā)明G……在按改良生混凝土的配方1攪拌好的生混凝土中加入了改良材1和改良劑7。
還有在表4中，對傳統(tǒng)的輕質(zhì)生混凝土和在按本發(fā)明的改良生混凝土配方2攪拌成的生混凝土中添加了改良劑7和改良材D或添加了改良材1、改良劑7和改良材D的混凝土的壓縮強(qiáng)度及止水率等作了比較。其中傳統(tǒng)輕質(zhì)生混凝土……傳統(tǒng)的比重為1.6的輕質(zhì)生混凝土。
本發(fā)明H……在按改良生混凝土的配方2攪拌成的生混凝土中添加了改良劑7及改良材D。
本發(fā)明I……在按改良生混凝土的配方2攪拌成的生混凝土中添加了改良材1、D及改良劑7。
表中指示，按本發(fā)明的經(jīng)過改良的生混凝土的配方攪拌生成的生混凝土，其壓縮強(qiáng)度(火山砂礫及煤渣砂礫本身的壓縮強(qiáng)度在30kg/cm2以下)為301-347kg/cm2的高強(qiáng)度。一般情況下，可塑性差的火山砂礫、煤渣砂礫吸水率在25%以上，呈流動性差的形狀、發(fā)泡體，比重在1.37以下，以傳統(tǒng)技術(shù)制造，壓縮強(qiáng)度很低，僅在90kg/cm2以下，所以不能用作結(jié)構(gòu)體。但是，用本發(fā)明的改良方法，實現(xiàn)了3倍以上的強(qiáng)度。
最后，在表5中對用傳統(tǒng)混凝土的澆灌方法及按本發(fā)明的澆灌方法的施工期和施工費用作了比較。
因此，本發(fā)明與傳統(tǒng)方法相比，不需要防水灰漿、防水苫布，可縮短一個月的施工期，還有，4周的強(qiáng)度4日便能實現(xiàn)，這些加起來約能縮短2個月。又由于暫設(shè)性材料的周轉(zhuǎn)率提高了，所以能降低成本20%。
又，作為本發(fā)明中的含有羧基和/或磺酸基的高分子化合物，有吸水性樹脂及水不溶性樹脂。
1.作為吸水性樹脂，有一種把淀粉或纖維素(a)，含有羧基和/或磺酸基的水溶性單體和/或經(jīng)加水分解變成水溶性的單體(b)，以及架橋劑(c)作為必要成分使其聚合，按需再進(jìn)行加水分解而獲得的吸水性樹脂。
2.作為水不溶性樹脂，有羧甲基化的纖維素、羧甲基化淀粉、磺化纖維素、含有磺酸基和/或羧酸基的水不溶性多糖類(藻朊酸鈉等)、異丁烯-無水馬來酸共聚物、聚丙烯酸鹽、醋酸乙烯丙烯酸鹽共聚體、聚丙烯胺的部分加氫分解物等。達(dá)些水不溶性樹脂可用兩種以上，也可以同時使用上述吸水性樹脂。
3.對這些高分子化合物的形狀無特別的限制，粉末狀、粒子狀、片狀、纖維狀等任何形狀都可以。
4.本發(fā)明中高分子化合物中的增量材、填充劑，例如有防霉劑、火山渣、云母(玻璃原料的硅砂水洗后出現(xiàn)的粉粒狀物)、煤渣、綿和化纖的端片、石棉、有機(jī)和無機(jī)質(zhì)的多孔物質(zhì)例如珍株巖、沸石、硅石等。在防火方面，云母、石棉較合適。
5.可以同時使用不含有羧基和/或磺酸的吸水性樹脂例如架橋聚乙烯醇、架橋聚乙烯氧化物等。另外，也可以根據(jù)需要，添加紫外線吸收劑、防氧化劑、水溶性樹脂粘接劑、熱熔附性樹脂粉末等。
6.在本發(fā)明中散灑的高分子化合物的量，可以根據(jù)其羧基和/或磺酸基的含有量，生混凝土的水灰比，以及外氣溫、單位水泥量和坍落度適當(dāng)選擇，混凝土的厚度為12cm時，通常為12g/m2-240g/m2，以25g/m2-150g/m2為較宜。混入生混凝土?xí)r要視制品的情況而定，但一般為100g/m3-800g/m3。
7.散灑的方法，可以用公知的噴漿器或篩子、手等適合于模板及混凝土的形狀和制品的方法。另外，制造本改良材的方法也無特別限制，例如，只要用把高分子化合物的粉粒狀物與云母、防霉劑用攪拌機(jī)進(jìn)行這樣簡單的方法就足夠了。
8.把它裝入聚乙烯袋內(nèi)(裝5kg的8袋兩間屋的量，或100m用裝20kg一袋，以便不必進(jìn)行面積計算)，使其便于在現(xiàn)場開封后能直接散灑，簡便且正確地使用。
本發(fā)明由如上的構(gòu)成及方法組成，有如下的效果。
1.由于散灑在混凝土表面的改良材形成膠狀層，吸收了水泥的毒性和強(qiáng)堿，同時防止了該表面產(chǎn)生的結(jié)露及隨之產(chǎn)生的發(fā)霉，消除了危及人體的影響，有利于防止公害。
2.通過潤濕或在水中養(yǎng)護(hù)混凝土，抑制了無用的收縮，防止了收縮裂紋的產(chǎn)生，無任是夏季還是寒冷天氣都能一次精加工，能不必涂灰漿及用防水苫布。
3.通過在生混凝土中添加改良材，可以提高生混凝土的可塑性，并在夏季延遲硬化而在冬季促進(jìn)硬化，混凝土的澆灌作業(yè)可以無障礙地簡單方便地進(jìn)行，加工狀態(tài)也好，并可縮短施工期。
4.通過在生混凝土中添加改良材，能提高以火山砂礫火山渣、煤渣、煤渣砂礫為骨材的輕質(zhì)混凝土的壓縮強(qiáng)度，雖然是輕質(zhì)混凝土第5種，卻使它能作為結(jié)構(gòu)用輕質(zhì)第1種使用，很有進(jìn)步性。而且在河砂不足的今天，可有效利用未被利用的資源和廢棄物，從而可望防止破壞山、河、海的自然環(huán)境及大幅度降低成本。
5.上述的混凝土不用說能提高強(qiáng)度，另外，在輕量化、隔音效果、絕熱作用、耐火性及防水性方面都很出色，結(jié)構(gòu)用和混凝土二次制品用等應(yīng)用范圍也很廣，是有益的發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種水泥改良材料，它是含有羧基以及/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的改良材料，其特征是粉粒狀物是由高分子化合物與增量材料構(gòu)成的混合物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改良材料，其特征是高分子化合物為水不溶性吸水性樹脂。
4.一種必要時可并用權(quán)項1、2或3的改良材料，其特征在于它是含有木質(zhì)素磺酸鈣基的高分子化合物的液狀物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的改良材料，其特征在于粉粒狀物是由表面活性劑、云母或火山渣、煤渣組成的細(xì)微的混合物。
6.一種混凝土的改良方法，其特征是對含有羧基以及/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物進(jìn)行散灑，從而使該粉粒狀物粘結(jié)在澆注前或澆注后的混凝土上。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的改良方法，其特征是粉粒狀物是由含有羧基以及/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物與增量材所組成的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的改良方法，其特征是高分子化合物為水不溶性吸水性樹脂。
9.一種必要時并用權(quán)項6、7或8的粉粒狀物的膠體布來使混凝土防凍的方法，其特征是用一種含有木質(zhì)素磺酸鈣基的高分子化合物的液狀物，對對應(yīng)于外部氣溫和復(fù)雜混凝土作業(yè)機(jī)、哥德接頭的種類，通過添加量，對普通水泥的凝結(jié)終結(jié)時間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而促使它與快速水泥同樣地硬化，或者使水泥延遲這種硬化，于是對整個生混凝土進(jìn)行改良。
10.一種必要時并用權(quán)項6所記載事項的輕量混凝土的改良方法，其特征是在普通水泥中混入火山渣或煤砂(以下稱灰砂)和粒度作了大中小調(diào)整的火山砂礫或煤灰砂礫(以下稱灰砂礫)以及權(quán)項3的物質(zhì)，然后再用權(quán)項4所記載的水溶液進(jìn)行混練從而形成輕量混凝土，于是使之獲得可與普通混凝土相比的強(qiáng)度，并具有絕熱性和防露性。
11.一種必要時并用權(quán)項6、7、8、9、10或15的改良方法，其特征是在鋼結(jié)構(gòu)混凝土的屋頂上，有著一塊的面積為10m2至30m2以內(nèi)的、澆注了生混凝土且在凝結(jié)前裝入浮動型模子從而使之成一體化的淺箱狀獨立池，對這種獨立池進(jìn)行多個鄰接排列，在每一塊上埋設(shè)一根排水管。
12.一種必要時并用權(quán)項6、7、8、或11的改良方法，其特征是對先有技術(shù)的生混凝土進(jìn)行澆注并使之固定，然后放液，排出與剩余水份一起浮出的翻沫。
13.一種必要時并用權(quán)項7、8、9、10、11或12的混凝土制屋頂部位的改良方法，其特征是在澆注前裝設(shè)排水管，使之埋設(shè)在混凝土的厚度之內(nèi)，并滿足這樣一種形式，即采用保持任意的水深的管子，朝該排水管的中央對溢出水進(jìn)行自然放流，從而向整個屋頂貯水。
14.一種必要時并用權(quán)項6、8的改良方法，其特征是對先有技術(shù)的生混凝土進(jìn)行澆注并使之固定，然后放液，接著排出與剩余水一起浮上的翻沫，并同時用泥刀進(jìn)行作業(yè)。
15.一種輕量混凝土的改良方法，其特征是在普通水泥中加入處于濕潤狀態(tài)的灰砂與權(quán)項5所記載的化合物、進(jìn)行干拌、使水泥和化合物布滿于灰砂的表面，然后加入權(quán)項4所記載的水溶液進(jìn)行混練，用所得的混合物再次布滿于表面干燥的灰砂礫，發(fā)現(xiàn)初期(第3天)的強(qiáng)度相當(dāng)于普通水泥的第28天的強(qiáng)度。
16.一種必要時并用權(quán)項6的改良方法，其特征是在澆注前裝設(shè)排水管，使之埋設(shè)在混凝土的厚度之內(nèi)，并滿足這樣一種形式，即采用保持任意水深的管子，朝該排水管的中央對溢出水進(jìn)行自然放流，從而向整個屋頂貯水。
17.一種必要時并用權(quán)項6、11、13或15、用膠體布進(jìn)行防凍從而在澆注后對混凝土進(jìn)行改良的方法，其特征是用一種含有木質(zhì)素磺酸鈣基的高分子化合物的液狀物，對對應(yīng)于外部氣溫和復(fù)雜混凝土構(gòu)件、哥德接頭的種類，通過添加量，對普通水泥的凝結(jié)終結(jié)時間進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而在澆注前對整個生混凝土進(jìn)行改善。
18.一種必要時并用權(quán)項12、13或15的改良方法，其特征是在鐵骨架混凝土的屋頂上對一塊的面積在10m2至30m2以內(nèi)的淺箱狀獨立池進(jìn)行多個鄰接排列，并在每一塊上埋設(shè)一根排水管，在鄰接的接口內(nèi)裝入權(quán)項1所記載的改良材料(吸水材料)，于是利用該吸水材料的凍膠化來止水。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種含有羧基以及/或磺酸基的高分子化合物的粉粒狀物，它由高分子化合物與增量材料組成，其中高分子化合物為水不溶性吸水性樹脂。本發(fā)明的產(chǎn)品可用來對水泥的毒性堿和混凝土中排出的有害的游離石灰質(zhì)進(jìn)行抑制，從而大大減少了水泥對環(huán)境的污染和對人體的危害。本發(fā)明還提供了一種采用上述產(chǎn)品對混凝土進(jìn)行改良的方法。
文檔編號C04B16/04GK1043488SQ8910544
公開日1990年7月4日 申請日期1989年12月16日 優(yōu)先權(quán)日1988年12月16日
發(fā)明者柴田德人 申請人:柴田德人