TW200817300A - Filler for reinforcement joint and method of reinforcement joint filling operation using the same - Google Patents
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Description
200817300 九 '發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於在土木/建築領域巾所使用的鋼筋接合用 填練、及使用#之鋼筋接合填充施工方法，詳言之，係 關於高流動、高強度、低收縮的鋼筋接合用填充材及使用 其之鋼筋接合填充施工方法。 【先前技術】
自白知起，土木/建築工事中所使用的水泥砂浆材料， 一般係廣泛採取在水泥中添加減水劑者，進—步添加硫銘 _系膨脹材料或石灰系膨脹材料、或者㈣等發泡劑， 而形成無收縮㈣，並在該等之中調配入河砂或石夕砂等， 而形成水泥漿或砂漿’特關使料對諸如混凝土構造物 田工隙、迥打工法的空隙、構造物的補修或補強、機械 衣置的底板下底及執枕板下底等進行填充的工法等等。 在土木/建築工事中’填充施卫的砂漿材料被稱為 灌水」，灌襞有諸如：PC灌漿、預疊混凝土用灌聚、隧 ==土壁的回填隸、預鑄用㈣、構造物的補修/補 強4水、鋼筋接合灌聚、橋梁支撐下賴、鋪設地板下底 =漿、執枕板下底灌漿及核能發電所儲存容器下底灌裝 等。 近年，就土木/建築構造物所使用的混凝土品質要求言 、卜化’就對使用為灌漿的砂漿材料所要求性能，亦隨 途而要求高強度、高流動、低收縮等（參照非專利 非專利文獻1:「相關高強度灌聚材填充性的實驗研 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 5 200817300 究」、曰本建築學會大會學術演講概要集、N〇.⑶3、工哪 年8月 其中’鋼筋混凝土、預鑄混凝土等的構造物中，在使鋼 1 =的鋼筋接合中所填充的水_’係隨鋼筋混凝土 ^物的大型化、因應耐震性提升的混凝土高強度化，亦 要求接頭部高強度化等接頭财力的提升，期待配合高流動 而展現出南強度性與低收縮性。 方面已知藉由使用組合特定減水劑的水泥系灌漿 組成物’便可減少溫度依存性，明顯提高流動性/填充性 保持效果’可期待長期性的強度增進效果（參照專利文獻 1) ° 專利文獻1 :日本專利特開2003471162號公報 專利文獻1中記财τ述發明：「—種水泥系灌聚組成 物，其特徵在於：由水泥、細骨材、減水劑、膨服材料、 無機質微粉末及發泡物質所構成的組成物，其中，減水劑 調配量係相對於水泥⑽f量份之下為u5〜4 f量份二 且該減水劑100質量份中的三聚氰胺石黃酸鹽系減水劑係 10〜30質量份，萘磺酸鹽系減水劑係55〜85質量份，木質 磺酸鹽系減水劑係5〜20質量份。」（申請專利範圍第工 項），且在其申請專利範圍第3項中雖有揭示「如申請專 利範圍第1或2項之水泥系灌裝組成物’其中，無機質微 粉末係布萊恩比表面積達4000cmV 失 3.加下的飛灰」，但是，並未教示將使用特】 3有率、與特定氫離子濃度範圍的二氧化石夕質微粉末。此 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 6 200817300 外，膨脹材料雖有揭示係使用「布萊恩比表面積 4000cm2/g(根據jIS R 52〇1測定）」的鈣鋁肥粒鐵系膨脹 材料（段落[0028])，但是，並非使用聚羧酸系減水劑，且 未教不為能獲得具有優異的流動性保持、高強度及低收縮 性能的鋼筋接合用填充材，將合併使用特定的二氧化矽質 被粉末、鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料及聚羧酸系減水劑。 再者，已知藉由合併使用特定的骨材、矽灰，製造具有 咼強度砂漿/混凝土的方法（參照專利文獻2)。 專利文獻2:日本專利特開平5-587〇1號公報 在專利文獻2中記載有下述發明：「一種砂漿/混凝土之 製造方法，其特徵在於：使用以石英或長石為主成分，且 具有比重2· 58以上、蕭氏硬度9〇以上、壓縮強度 2〇〇〇kgf/cm2以上之物理性質的骨材，依水結合材比2二 以下，將混和材之含有Si〇2 90%以上的矽灰，混合入水泥 重量的5〜20%，且使用高性能AE減水劑進行調配」（申請 專利乾圍第1項），但是，相關矽灰僅記載^〇2含有率而 已（段落[ 0006 ]、[〇〇07]、[ 0009])，就氫離子濃度完全無 圮載，且，並非屬於為流動性的提升而刻意使用。此外， 雖使用高性能AE減水劑，但並非合併使用膨脹材料，並 無教示合併使用矽灰、鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料及聚羧酸系 減水劑，製造出具有優異的流動性保持、高強度及低收縮 性能的鋼筋接合用填充材。 再者，已知具有水泥分散劑（其主成分係高貝萊土系水 泥、矽灰、以及具有聚伸烷二醇鏈的聚羧酸系高分子化合 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 7 200817300 物）、石灰系混和材或有機系收縮抑制劑、產生壓力（該壓 力係對抗因該高貝萊土系水泥的水合反應所造成收縮力） 的物質、以及比重3.4以上且吸水率on.5%的細骨材 的水泥組成物，可獲得流動性保持與高強度（參照專利文 獻3)。 專利文獻3 :日本專利特開2003-286064號公報 專利文獻3中記載有「含有以高貝萊土系水泥為必要成 分」（段落[0014])，並記載有在將水泥含有水泥分散劑（其 主成分係矽灰、具有聚伸烷二醇鏈的聚羧酸系高分子化ς 物)/、石灰系混和材、產生壓力（該壓力係對抗因該高貝萊 土系水泥的水合反應所造成收縮力）的物質（碳系發泡 劑）、以及比重3.4以上且吸水率on· 5%的細骨材之水 泥組成物，施行利用％定水量進行授摔混合的物性評估 中，未使用高貝萊土系水泥的配方（使用普通水泥），在攪 拌混合後經6G分鐘的流度值未滿14()mm，無法獲得安定 的高流動性（段落[_]、[_]、_4])，並教示除高 貝萊土系水泥以外的水泥，無法提供具有良好流動性、高 壓縮強度及良好無收縮性的水泥組成物。此外，相關此處 所使用的梦灰，雖記載有平均粒度、碳含有量（段落 [〇〇38]) ’但並無相關氫離子濃度的記載。且，合併使用 矽灰與+羧酸系減水劑者係石灰系膨脹材料（段落 [0018])亚未教不合併使用矽灰、鈣鋁肥粒鐵系膨脹材 料及聚叛酸系減水劑’獲得具有優異流動性保持、高強度 及低收縮性能的鋼筋接合用填充材。 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 200817300 車“n卞丨$此製造出製造作業中的處置簡便、且使用 便使用由以二氧化二 中Γ分的微粒子所構絲化錄為其 Π=44:曰本專利特開2_-2咖號公報 成八且人古 材及以二氧化石夕（si〇2)為主 ί 進：严：、曰：軋化錘為其中—成分的微粒子所構成粉體 攪拌化合而形成的混合物，進行調配。」（申嘈專利 範圍第2項），並揭示該 (申喷專利 仫佔田Γο·α 于1特殊一虱化矽質微粉末） 糸吏用 _2:92.74 重量 ％、Zr〇2:4 76 重量 ％、_: • 里/g、Al2〇3 :未滿0· 01 重量％、Ti〇2 : 〇· 05 重量 〇/0、 Μ : 〇· 18 重量％、Na2〇 : 〇· 02 重量％、pH : 4· 2、及依黯 ： 9.22mVg〇 , : 2e45g/cm3^ SW: 94·5 重量％、Zr〇2: 4·〇 重量％、pH·· 3 至 4、平均粒 ，· 1//m、及依BET法所測得比表面積·· 8.7mVg」物（段 洛[ 0025 ]與[〇〇55])，並使用聚羧酸系減水劑（段落 [0054])，但是，如下述所記載「本實施形態的混凝土之 製造方法中，因混和材的特殊二氧化矽質微粉末粒徑較 大’相較於使用粒徑較小矽灰的習知情況下，因為混和材 的加i政現象較少，因而可獲得正確的調配比，且作業較簡 便。」（段落[0038])，僅教示二氧化矽質微粉末粒徑係屬 重要因素，但就為能獲得優異的流動性保持、高強度及低 收縮性能的鋼筋接合用填充材，而使用「二氧化矽（Si〇2) 312XP/發明說明書(補件)/96_1〇/96123963 9 200817300 έ有率90%以上、且氫離子濃度在酸性區域的二氧化矽質 Η知末」的技術思想則並無揭示。此外，專利文獻4所記 •载的發明，因為避免使用膨脹材料（段落[0006])，因而合 併使用上述特定二氧化矽質微粉末與鈣鋁肥粒鐵系膨脹 材料，惟此技術難謂屬於熟習此技術者無法輕易思及。 ^再者，亦已知有經調配入重量骨材的重量砂漿，將可獲 得具有良好流動性，且亦無材料分離情形，並抑制溫度上 ^升之砂漿的發明（參照專利文獻5)。 專利文獻5 ·曰本專利特開2005-47772號公報 專利文獻5記載有：「一種砂漿組成物，其特徵在於： 經調配入結合材（其係含有水泥、膨脹材料及卜作嵐 (pozzolan)微粉末）、細骨材、以及減水劑而形成，且細 骨材係含有粒徑〇. 15mm以下者在1〇〜20%，且比重3. 〇以 上、粒徑2. 5mra以下，相對於結合材1〇〇份將含有2〇〇〜3〇〇 份。」（申請專利範圍第1項），並揭示卜作嵐微粉末係使 (用矽灰（段落[0020 ])，減水劑係使用聚羧酸系減水劑（段 落[0025])，但是，膨脹材料則僅例示硫鋁酸鈣系物（段落 [0011])而已，相關鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料並無記載，且 相關矽灰，針對其二氧化矽含有率、氫離子濃度亦無記 載，並非屬於解決藉由合併使用鈣銘肥粒鐵系膨^材‘料°、 特定卜作嵐微粉末及聚羧酸系減水劑，而獲得具有優異流 動性保持、高強度及低收縮性能之鋼筋接合用填充=的^ 題。 再者，亦已知有即便水-水泥比偏低的情況，仍可具有 312XP/發明說明書(補件)/96_ig/96123963 10 200817300 咼，動性，且硬化體材齡28日的壓縮強度達8⑽、y以上 的问強度，骨材等將不會發生材料分離情形，且若合併使 用膨脹材料’便可適當地使用為高強度無收縮灌裝砂裝 (grout mortar)的砂漿發明（參照專利文獻6)。 專利文獻6:日本專利特開2〇〇5 —1 1 9885號公報 專利文獻6記載有··「一種砂漿組成物，係含有··（a) 水泥、（B)粒狀水泥熟料、以及（(：）從減水劑、超微粉及比 r f 2·:以上的骨材中選擇1種或2種以上。」（申請專利 範圍第1項），並揭示使用鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料（段落 [0020])，減水劑係使用聚羧酸系減水劑（段落[〇〇14]) 了 ，微粉係使用矽灰（段落[0015])，但實際所使用的卻是萘 石頁酸系減水劑與石灰系膨脹材料（段落[〇〇24])，相關矽 灰、’就其二氧化矽含有率、氫離子濃度均無記載，並無揭 =為獲得具有優異流動性保持、高強度及低收縮性能的鋼 肋接合用填充材，而合併使用鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料、與 特定矽灰及聚羧酸系減水劑。此外，如上述專利文獻4所 :己載叙明，因為避免使用膨脹材料，因而合併使用膨脹材 料的專利文獻6所記載發明中，超微粉將使用專利文獻4 所纪載的特殊二氧化矽質微粉末，難謂屬於熟習此技術者 無法輕易思及的技術。 【發明内容】 (發明所欲解決之問題） 本發明係為解決上述習知技術未揭示的課題而完成，課 題在於提供能獲得優異流動性及保持，且具有高強度、低 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-10/96123963 11 200817300 的鋼筋接合用填充材、及使用其之鋼筋接合填充 (解決問題之手段） 萨：工:^為解決上述課題而經深入各種探討，結果發現 使用她粒鐵系膨脹材料、特定卜作嵐微 : ί;Τ減水劑’且含有細骨材的鋼筋接合用填充 材，便可解決上述課題，遂完成本發明。 ί 本發明為解決上述課題而採用下述手段. 卜=鋼/接咸合::真充材，係含有水泥， 卜作風❹刀末、減水劑及細骨材的鋼筋接合用填充材，其 中’上述膨脹材料係舞銘肥粒鐵系膨脹材料；上述嵐 微粉末係二氧化石夕卩ς彳# 減矽(Sl〇2)含有率_以上且氫離子濃度 於酸性區域的二氧化矽皙舛扒士.口 辰没位 系減水劑。 〜政私末，且上述減水劑係聚羧酸 ⑵如上述⑴之鋼筋接合用填充材，其中， u …膨脹材料依布萊恩比表面積值V; 2, 000〜6, OOOcmVg。 值。t 马 (3) 如上述⑴或⑵之鋼筋接合料充材，其中， 飼铭肥粒鐵系膨脹材料係在由 阶昨 膨服材料及卜作風微 粕末所構成的釔合材1〇〇份中，含有丨〜4份。 (4) 如上述⑴〜（3)項中任一項之鋼筋接合用填充材，豆 二末粉末係在由水泥、膨脹材料及卜作嵐微 如末所構成的結合材100份中，含有5〜15份。 (5) 如上述⑴〜⑷項中任一項之鋼筋接合用填充材，係 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 u 200817300 更進一步含有消泡劑。 (6)如上述s ,L + ^ 員中任一項之鋼筋接合用填充材，复 中’上述細月材係密度3.0g/cm3以上的 材。、 7-種鋼筋接合填充施工方法，係將如上述⑴ 項中任一項之鋼助接合用填充材，相對於由水、、尸 料及卜作嵐微粉末所構成的結合材100份之匕下、，=材 20〜30份的水，並施行攪拌混合。 (8)如上述⑺之鋼筋接合填充施工方法 和機、高速灌漿拌和機啖強制4 用于動# (發明效果） U強制式#和機施行擾拌混合。 β藉由使用本發明的鋼筋接合用填充材，並攪拌混合 提供保持良好流動性，且且右含％ 接入用A 八有冋強度、低收縮性能的鋼筋 接&用填充材及使用其之鋼筋接合填充施工方法。 【實施方式】 / 以下’針對本發明進行詳細說明。 /發明所使用的「份」或「％」在無特別聲明的前提下， 係指質量基準。 再者，本發明中，所謂「水泥砂漿」亦涵蓋水泥聚。 本發明係將由含有水泥、約銘肥粒鐵系膨脹材料、特定 卜作凰微粉末、㈣㈣減水麻細料 裝組成物，與水進行輯，而調製成水泥Μ，並 鋼筋接合中。 膨脹材料係可舉例如硫鋁酸鈣系膨脹材料（以下稱「 膨服材料」）、辦紹肥粒鐵系膨脹材料及石灰系膨脹材料 312χρ/發明說明書(補件)/96-10/96123963 13 200817300 等’惟本發明主要從膨脹性、流動性及保水性保持的層 面’係使用鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料。
膨脹材料係將Ca0原料、Al2〇3原料、F 原料，依形成既定比例的方式進行Μ ~ 、，^； m ^ „ 川日7乃式進仃5周配，亚使用電爐或旋 轉爐寻’-般係在^㈠肩吖下施行熱處理而進行擊 =當熱處理溫度未滿時，所獲得膨脹材料的膨 脹性㈣有嫌不足的情況，反之，若超過uorc，將有 然水石貧出現分解的情況。 ca〇=料係有石灰石或消石灰等，AhQ3原料係有銘土礦 ；/"ilreSldUal aSh)# 5 Fe2〇3^^#^^^(c〇pper 或市售氧化鐵等，如〇4原料係有二水石膏、半水 石貧及無水石膏等。 房if /將ho原料、AO3原料、k03原料及CaS〇4 原枓^丁熱處理而所獲得的物質，屬於含有游 銘肥粒鐵及無水石膏的膨脹物 ^ ㈣,γ〜 "的私服物貝，相關其比例雖無特別的 制;、但：好在膨脹物質100份中，含有游離石灰㈣ Υ刀，尤以4 0〜5 0份A /土。0 λτ κ ' ，、丐鋁肥粒鐵最好1 0〜40份， =5〜35份為佳。無水石膏最好1〇，份，尤以2〇〜35 份為佳。 本發明中所謂 化合物的總稱， 將A 1 2 0 3設為A， 所示化合物。通 、，鈣鋁肥粒鐵」，係指Ca0_Ah〇3_Fe2〇3系 亚無特別的限制，一般若將CaO設為C， ^Fe2〇3設為F，已知有⑽或^爪等 常最好認為依C4AF形式存在。 312XP/發明說明書(補件)/96·1〇/96123963 14 200817300 「 I脹材料的粉末度係依布萊恩比表面積值（以下稱 布萊心值」）計，最好在2,000cm2/g以上，尤以 2’ 000 6’ 000cm /g為佳。若未滿2,刪cm2/g，貝膨服量較 大’且易容易滲出，反之，若超過6, _cm2/g，將有保持 良好流動性的時間將縮短的傾向。 c4af膨脹材料的使用量係在結合材1〇〇份中，最好含有 1 4伤尤以2〜3份為佳。若未滿J份，將有無法獲得良 ^膨脹性與保水性的情況，反之，若超過4份，同樣的將 有热法獲得良好膨脹性的情況。 π本發明所使料卜域歸末特㈣為能依低水比，與 付良好流動性與滲出防止，並突顯強度而使用，屬於二氧 =石夕⑻G2)含有率彡9()%以上且氫離子漠度位於酸性區域 ':二匕t質微粉末。此處所謂「氫離子濃度」係指將二 :夕讀末20g放入純水1〇〇"，經利用 分鐘㈣後’再利用㈣測量懸浮液中的氣離 在末方之Γ方法係例如將金屬梦微粉末 ^ 或在高溫火t 原枓倣粉末進行熔融的方法，藉 件，廿脸i - 日w α正原枓的熱處理條 牛並將捕捉溫度設定在55(rc以上便可進 在電爐中，於將錯砂施行電融合（el :此外， 用奴机為寻進仃捕捉後，再分級便可進行製造。 平均粒子徑係1//m以下的超微粒子。衣以 卜作嵐微粉末的使用量係在結合材 付iUU份中，最好5〜15 12XP/^__書(補件)/96-10/96123963 15 200817300 份。若未滿5份，將有強度顯現不足，無法形成滾珠轴承 效應，造成攪拌混合時的負荷變大的情況，反之，若超過 15份，將有攪拌混合時的負荷變大，無法依既定水^獲 得優異流動性的情況。 本發明中最好使用消泡劑。消泡劑並無特別的限制，有 聚氧乙烯烷基醚系、Plur〇nic(S)系化合物等。使用量係相 對於結合材100份，最好0 005〜〇 〇5份。若未滿〇 _ 份，將有消泡效果不足，陷入的空氣（entrapped Wr)與 減水d的輸入空氣（entrained air)無法脫除，導致強度 不足或不易出現流動性的情況。反之，若超過0 ()5份^ 將有在水泥砂漿表面出現大量經消泡之泡沫的情況。 本發明中，為㈣得㈣混合後的水泥砂漿初期膨服， 可合併使时、錢拌混合時將產生氣體的發泡劑。 本發明所使用的水泥係可舉例如：普通、早強、超早強 低熱及中熱等各種卜特蘭水泥;在該等卜特蘭水泥中混合 入而爐爐〉查、飛灰、二氧切或石灰石微粉等的各種混合 水泥，以及廢棄物利用型水泥、所謂的環保水泥等，， 就從擾拌混合性及強度顯現的層面而言，最好為普通或早 本發明所使用的減水劑係對水泥具有分散作用與輸氣 W且料行流祕改善與強度增進物_稱，具體係 減水劑及㈣酸系減水劑等，在本發明中係使用聚羧ΐΪ 減水劑。猎由使射㈣酸系減水劑，便可形成良好的流動 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-10/96123963 16 200817300 性保持。 減水劑的使用形態係可使用粉體或液體中任一者，但當 使用為預混產品時，最好為粉體，相對於結合材1〇〇份2 下的水羧酸系減水劑使用量，最好粉體為〇· 〜〇·別份， 尤以〇· 07〜0· 15份為佳。 若聚羧酸系減水劑未滿0.05份，將有無法獲得高流動 的情況，反之，若超過〇.2()份，將有發生泡珠或出現凝 口 L遲的h況。此外，在不阻礙及本發明效果的範缚内， 可口併使用一來戴胺石黃酸系減水劑、木質石黃酸系減水劑。 本發明所使料細料，最好為重量骨材，在能獲得強 度顯現性、流動性保持等，且密度達3. Og/W以上的前提 =其餘並無特別的限制，可舉例如磁鐵礦、赤鐵礦、橄 才寬石、絡鐵渣、銅姨洁雷斤备 仏，查電爐虱化爐渣等，本發明可使用 ί. 二窃·Γ八種或合併使用二種以上。當使用為預混產品之 :取：刀別為經乾紐的乾燥砂，且粒度就從流動性 而吕，最好最大粒徑為2.0mm。 3使用里係相對於結合材⑽份，最好使用 未滿70份’將有收縮量變多的情況，反之，若超 匕50伤，將有強度與流動性降低的情況。 水/^人月#所用的麟混合水量並無特別的限制，通常依 水/結合材比計，最好2〇〜q 嗲鉻円々h〜尤以22〜26%為佳。若逾越 \:明的:性大幅降低、強度降低的情況。 入砂毅之鋼筋接合填充施工方法中，經調配 月石少水之授择混合並無特別的限制，最好使用旋 312XP/發明說明書(補件)抓·6123963 17 200817300 轉數900r.p.ffl以上的手動拌和機及並 機、雙螺桿型強制式拌和機。 9速灌漿拌和 利用手動拌和機或高速灌漿拌和 將既定的水裝入拌激桶等授掉容器或拌和機中4預先 邊使拌和機進行旋轉，一邊投入成中，…後，一 進行混合的水泥砂漿組成物 二二材等與細骨材 混合的水泥砂聚組成物投入於合，係預先將上述 Μ 仅八於拌和機中，一邊使拌和機進 订旋轉厂邊投人㈣的水，且至少授拌混合2分鐘以 間未滿2分鐘’因為授摔不足，將有頗 難獲彳于適當水泥砂漿流動性的情況。 、 經攪拌混合的水泥砂漿，通常係利用隔膜式手壓泵或擠 壓式等砂漿泵，對鋼筋接合施行填 日以下，轉考例與實施例，針對本二進行更具體的說 明，惟本發明亚*僅侷限於該等參考例與實施例。 (參考例1) Μ在結合材1GG份中’混合人表丨所示膨脹材料與卜作胤 U如末a 12伤，以及相對於結合材丨〇〇份的聚羧酸系減 水;^ 0· 24伤、/肖泡劑〇· 〇4份及細骨材1〇〇份，而調製成 水泥砂漿材料，並依水/結合材比為22%的方式添加水， 再使用咼速手動拌和機施行2分鐘攪拌混合，而製成水泥 砂漿，然後，在20。(：、80%RH的恆溫恆濕室中測定流動性。 再者，針對所製得水泥砂漿，在2(rc、8〇%RH的恆溫恆 濕至中，灌漿於模框中，並測定長度變化率及壓縮強度。 M2XP/發明說明書(補件)/96-1〇/96123963 18 200817300 長度^化率、壓縮強度係經丨天後並脫模後，施行2〇c>c 水中養生直到材齡。結果合併記於表1中。 <使用材料> 水泥 ' 膨脹材料A 市售物 •普通卜特蘭水泥，市售物 :C4AF膨脹材料，布萊恩值2, 900cm2/g， 膨脹材料B 膨脹材料C 、 膨脹材料D 膨脹劑E :C4AF膨脹材料，布萊恩值丨，9〇〇cm2/g :C4AF膨脹材料，布萊恩值5, 830cm2/g :C4AF膨脹材料，布萊恩值6, 090cm2/g :CSA膨脹劑，布萊恩值2, 850cm2/g，市售 物 卜作嵐微粉末a :矽灰，ΡΗ=2· 9〇，Si〇2含有率95· 2%，市 售物 消泡劑 減水劑 U細骨材 市售物 :聚氧乙烯烧基_系，市售物 •聚竣酸糸減水劑，市售物 •鉻鐵〉查’密度3· 20g/cm3，2· Omm下品， <測定方法> 流動性 :依照日本規格協會jIS R5201-1997「水 泥之物理試驗方法11 ·流度試驗」，施行15次落體運動， 並測疋#置流度。此處所使用的流錐（f 1 〇w c〇ne)係設定 為依照「附件 標準軟度試驗 長度變化率 1水泥之試驗方法-凝固與安定性之測定5. 」所使用的水泥漿容器。 ··根據日本規格協會JIS A 6 2 0 2「混凝土 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 19 200817300 用膨服材料」附件1「膨脹材料利用因砂漿所造成的膨脹 性試驗方法」施行測定。材齡7日的測定值 壓縮強度 ：根據土木學會JSCE-G505-1999「使用圓 柱供試體的砂漿或水泥漿之壓縮強度試驗方法」施行測 定。材齡2 8日的測定值 [表1] 實驗 No. 膨脹材料 (份） 流動性（mm) 長度變化率 CxlO'6) 壓縮強度 (N/mm2) 備註 0分 30分 60分 1-1 1 〇 — 0 205 203 200 53 158 比較例 1-2 1 〇 A I. 0 2ll 206 203 232 156 參考例 1 -〇 1 Λ A 2. 0 207 210 207 420 157 參考例 1 -4 1 Γ A 3. 0 210 213 208 820 159 參考例 1-5 A 4. 0 213 216 2ll 920 156 蒼考例 l -6 A 5. 0 206 203 201 2130 I4l 參考例 卜7 B 3. 0 215 222 217 2180 130 參考例 I -8 C 3. 0 213 215 206 770 155 參考例 I-9 D 3. 0 200 185 177 630 156 參考例 1-10 A 0· 5 204 199 193 75 159 參考例 l-ll E 3. 0 207 160 136 408 160 比較例 1-12 E 8. 0 208 155 129 807 162 比較例 膨脹材料係指相對於結合材1 00份中的（份） 由表1中付知’在結合材1〇〇份中’含有1〜4份依布萊 恩值計為2, 000〜6000 cm2/g之膨脹材料A與膨脹材料C的 實驗No· 1-2〜1-5與參考例No· 1-8的水泥砂漿，可獲得優 異的流動性保持、適當長度變化率，且壓縮強度較高。 相對於此，含有布萊恩值未滿2000cm2/g之膨脹材料β 的水泥砂漿，雖流動性高，但是壓縮強度偏低，長度變化 率過大（實驗No· 1-7)，且含有布萊恩值超過60 00cm2/g之 膨脹材料D的水泥砂漿，雖壓縮強度較高，但是因為流動 3 UXP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 20 200817300 性保f將縮短（實驗Ν。.Η)，因而膨脹材料的比表面積 依布萊恩值計最好2, 〇〇〇〜6〇〇〇cm2/g。 …QAF知脹材料若在結合材1〇〇份中未滿1份，則雖可獲 侍肌動性、壓縮強度，但是長度變化率較小（實驗Ν〇·卜卜 Νο· 1 /〇)，自1份開始，配合流動性、壓縮強度所產生的 長度變化率效果將趨於明顯，但是若超過4份，則雖流動 性提高，但是壓縮強度將降低，長度變化率將過大（實驗 No .1-6)，因而最好為1〜4份。 、 再者，取代c4AF膨脹材料，改為調配入CSA膨脹材料 的水泥砂漿（實驗n〇.hh-12)，流動性的保持性差， ^長=變化率較小☆⑽膨脹材料，需要增加膨服材料 汁匕和里。所以，本發明的鋼筋接合用填充材（水泥砂漿） 中，膨脹材料將使用GAF系膨脹材料。 (參考例2) 除在結合材100份中，混合入膨脹材料A 3份、及表2 所示卜作嵐微粉末、以及相對於結合材1〇〇份的表2所示 聚羥酸系減水劑、消泡劑〇.04份及細骨材1〇〇份，而古周 製成水泥砂漿材料之外，其餘均如同參考例1般的實施。 結果合併計於表2中。 <使用材料> 卜作嵐微粉末b :矽灰，PH=6.45，Si〇2含有率99.9% 卜作嵐微粉末c :矽灰，PH=7.73，Si〇2含有率96 ° 市售物 ‘ 卜作嵐微粉末d :矽灰，PH=9. 49，Si〇2含有率89. 1%， 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 21 200817300 市售物 [表2] 實驗 No. 卜作嵐微粉末 (份） 減水劑 (份） 能否攪 拌混合 流動性（隱） 長度變化率 (Χίο·6) 壓縮強度 (N/mm2) 備註 0分 30分 60分 2、1 2-2 1- 4 2- 3 2-4 2-5 1T 2-7 2-8 2-9 2-1〇 a 5 a 10 a 12 a 15 a 17 __ a 3 0.24 0.24 0.24 0.24 0.24 0.40 可 可 可 可 可 可 192 200 210 211 185 182 189 202 213 213 177 172 180 193 208 190 173 166 775 872 820 837 839 151 160 159 163 151 130 參考例 參考例 參考例 參考例 蒼考例 參考例 b 12 c 12 d 12 c 12 d 12 0.24 0.24 0.24 0.40 0.40 可 否 否 可 可 212 X X 184 180 218 X X 169 166 207 X X 159 153 867 X X 635 __617 163 X X 151 149 夕 V丨/J 參考例 比較例 比較例 比較例 比較例 卜作嵐微粉末係指相對於結合材1〇〇份中的（份）；減水劑 係指相對於結合材100份中的（份） X係指因不能攪拌混合而無法測定 由表2中得知，在結合材100份中，含有5〜15份卜作 嵐微粉末a與b(其係二氧化矽（Si〇2)含有率達9〇%以上， /且氫離子濃度位於酸性區域）的實驗N〇. 2-卜2-3、 No· 1-4、參考例No· 2-6的水泥砂漿，將可獲得優異流動 性保持、適當長度變化率，且壓縮強度高。 相對於此，含有卜作嵐微粉末c(其係二氧化矽（Si〇2) 含有率雖達90%以上，但氫離子濃度位於鹼性區域）、及 含有卜作嵐微粉末d(其係二氧化矽（Si〇2)含有率未滿 9(U ’且氫離子濃度位於鹼性區域）的實驗Ν〇· 2-了〜2 —之 比較例水泥砂漿，無法依與卜作嵐微粉末a同量的減水劑 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 22 200817300 I施打擾摔混合，即便增加減水劑量並施行攪拌混合，仍 會產生大量的泡沫，不易獲得優異流動性，且長度變化 率、壓縮強度降低。 所以y，確認到藉由使用二氧化矽（Si〇2)含有率達9⑽以 上，且氫離子濃度位於酸性區域的作嵐微粉末，便可獲得 具有優異流動性保持、適當長度變化率、高壓縮強度的水 泥砂襞，ϋ而本發明的鋼筋接合料充材中，便使用此種 卜作嵐微粉末。 (比較例） 除在結合材1GG份中混合人膨脹材料Α3#、及卜作凰 微粉末a 12份、以及相對於結合材⑽份的表3所示減 水劑（取代聚竣酸系減水劑，改為萘續酸系減水劑）、消泡 劑〇.〇4份、及細骨材1〇M分，而調製成水泥砂衆材料之 外，其餘均如同參考例1般的實施。結果合併特表3中。 <使用材量> 減水劑 [表3 ] :萘磺酸系減水劑，市售物 減水劑 (份） 酸系 0.24 酸系· 0.85 0.24 長度變化率 (xl〇·6) 壓縮強度 (N/mm2)
X
X 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 200817300 由表3中得知’減水劑係使用萘磺酸系減水劑的 No. 3-1〜3-2比較例水泥砂漿，雖使用二氧化矽（si〇2)含有 率達90%以上，且氳離子濃度位於酸性區域的卜作嵐微粉 末’但是無法依與聚羧酸系減水劑同量的減水劑量施行攪 拌混合，必需增加減水劑量，但會因此而導致產生大量的 泡沫，所以最好避免。 如上述比較例所示，使用除聚羧酸系減水劑以外的減水 疒劑，無法獲得具有優異流動性保持、適當長度變化率及高 壓縮強度的水泥砂漿，因而本發明的鋼筋接合用填充材中 將使用聚叛酸系減水劑。 (參考例3) 除在結合材100份中混合入膨脹材料A 3份、及卜作嵐 微粉末a 12份、以及相對於結合材1〇〇份的聚羧酸系減 水劑〇· 24份、消泡劑〇· 〇4份及細骨材1〇〇份，而調製成 水泥砂漿材料，並依表4所示水/結合材比進行攪拌混合 C之外，其餘均如同參考例丨般的實施。結果合併計於表* 中。 [表4] 實驗 No. 1-4 4-2 4-3 水/結合材 (%) Ϊ0 22 30 32 能否攪 拌混合 流動性（mm) 0分 30分 60分 了60 T57 ΊδΡ 210 213 208 258 262 258 304 310 304 長度變化率 (x^r6) 836" 820 831 853 可 可 可
壓縮強度 (N/mm2)ITT 159 143 138 備註 參考例 參考例 參考例 I考例 .，一 1 U 〜丁 合的貫驗No· 4-1〜4-2、No· 1-4水泥砂漿，可獲得 /瓜動性保持、適當長度變化率及高壓縮強度。 攪拌混 優異的 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 24 200817300 、止1目對於=，*水/結合材比未滿2〇%，會有對攪拌混合 σ 、大負荷而&致攪拌混合困難的情況，反之，水/結合 材比超過30%的實.驗Ν〇. 4_3，會出現大量的泡床，雖流動 ，性保持優異，但壓縮強度卻降低。 所以，本發明鋼筋接合用填充材進行攪拌混合時，所使 用的水/結合材比最好20〜30%。 (實施例1) 使用參考例1的實驗No· 1-4(參照表1)之水泥砂漿，評 估鋼筋接合性能。 试驗係使用SD590與SD685鋼筋的D25〜D51，在相互的 接頭中插入鋼筋後，再將經攪拌完成的水泥砂漿利用隔膜 式手動泵，從接頭注入口中進行填充，經確認到從空氣排 出口中有排出時，便停止砂漿填充。 已填充水泥砂漿的鋼筋接合試驗體，在5°c、20°C的恆 溫室中施行養生直到既定材齡後，根據A級（2001年版建 【 梁構造物之構造關聯技術基準解說書「鋼筋接合性能判定 基準」）所規定的試驗方法，施行接頭試驗。 經20°C養生後的SD590與SD685鋼筋之D38試驗結果， 分別如表5與表6所示。 另外，鋼筋試驗體係使用經裁剪為750mm的鋼筋，接頭 長度係設定為535mm，有效埋藏長度係設定為235mm。 312XP/發明說明書(補件)/96-1〇/96123963 25 200817300 [表5] 砂漿壓縮強度 (N/mm2) 接頭拉伸強度 (N/mm2) [表6] 34. 3 —~— 63. 9 85. 7 fm 143 547 L11U 673 698 732 y 砂漿壓縮強度 (N/mm2) 接頭拉伸強度 (N/mm2) 30. 6 --~— 87. 6 Η 633 --— 914 950 伸強度 695以上 接頭之規格拉伸強度 805以上 一 π…八个放％硐助摆合用填 材(水泥砂漿)的鋼筋接合，並不會改變習知的接頭形狀， 且可獲得鋼筋接合性能判定基準的Α級性能。 一瓜已知接頭性旎係若在接頭内所埋藏的鋼筋長度相 同，便可獲得砂漿壓縮強度較高程度的良好結果。 使用習知物的接頭性能，係當使用SD49〇鋼筋的情況， 填充於接頭中的砂漿壓縮強度為7〇N/mm2,滿足鋼筋接合 性能判定基準的A級性能。然而，因為使用SD49〇鋼筋以 上的拉伸強度鋼筋，因而必需提升砂漿壓縮強度、或增加 在接頭内所埋藏的鋼筋長度。但是，為增加在接頭内所埋 藏的鋼筋長度，便必需拉長接頭，因而需要開發/製造新 的接頭，不符經濟效益。 本發明物相較於習知物之下，可獲得更高的壓縮強度， 因而可將在接頭内所埋藏的鋼筋長度設為與習知長度相 同’即便使用習知接頭仍可獲得良好的接頭性能。 再者’相關使用本發明物填充於接頭中的施工法，因為 μ動性（流度）的保持性優異，因而泵壓送性優異，即便採 取與習知物相同的施工法，仍可顯示出更良好的填充性 312ΧΡ/發明說明書(補件)/96-10/96123963 26 200817300 狀。 (產業上之可利用性） 本發明的鋼筋接合用填充材係如上述，可獲得優異的流 動性保持、長度變化率，且壓縮強度較高，因而可使用於 土木/建築工事，特別係在鋼筋混凝土、預鑄混凝土等構 造物，填充於使鋼筋連接的鋼筋接合中之工法。 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 27
Claims (1)
- 200817300 十、申請專利範園： 一種鋼筋接合用填充材，係含有水泥、膨脹材料、卜 作風（p〇ZZ〇lan)微粉末、減水劑及細骨材而成者，其特徵 為，上述膨脹材料係鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料；上述 微粉末係二氧化矽(Si〇2)含有率9〇%以上且氫離子濃度： 於，域的二氧化石夕質微粉末;且上述減水劑係聚㈣ 系減水劑。 2.如申請專利範圍帛w之鋼筋接合用填充材，立中， 上述鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料依布萊恩比表面值 2,〇〇〇〜6,o〇〇cmvg。 、值叶為 3·如申請專利範圍第i項之鋼筋接合用填充材，其中， f述鈣鋁肥粒鐵系膨脹材料係在由水泥、膨脹材料及卜作 嵐微粉末所構成的結合材100份中，含有丨〜4份。 4·如申請專利範圍第丨項之鋼筋接合用填充材，其中， 上述卜作嵐微粉末係在由水泥、膨脹材料及卜作嵐微粉末 所構成的結合材1 0 0份中，含有5〜15份。 5·如申請專利範圍第1項之鋼筋接合用填充材，其中 更進一步含有消泡劑。 6.如申請專利範圍第1項之鋼筋接合用填充材，其中， 上述細骨材係密度3· Og/cm3以上的重量骨材。 二一種鋼筋接合填充施工方法，其特徵為將申請專利範 圍第1至6項中任一項之鋼筋接合用填充材，相對於由水 泥、膨脹材料及卜作嵐微粉末所構成的結合材1〇〇份之 下，添加20〜30份的水，並施行攪拌混合。 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 28 200817300 8.如申請專利範圍第7項之鋼筋接合填充施工方法，其 中，利用手動拌和機、高速灌漿拌和機或強制式拌和機施 行攪拌混合。312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 29 200817300 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：無 (二) 本代表圖之元件符號簡單說明： 無 八、本案若有化學式時，請揭示最能顯示發明特徵的化學式： 無 312XP/發明說明書(補件)/96-10/96123963 4
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