專利名稱：水硬性組合物的未水合成形體、其制造方法及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及水硬性組合物的未水合成形體、其制造方法及其使用方法，特別是涉及在水硬性組合物的各種用途，例如，裂紋注入材料、靜態(tài)破碎材料、各種砂漿預混產(chǎn)品、各種混凝土預混產(chǎn)品、各種填孔材料和回填材料等中能夠以簡單的形式流通、使用的水硬性組合物的未水合成形體、其制造方法及其使用方法。
背景技術(shù)：
以往的水硬性組合物，在流通過程中一般以其自身粉末、或者向其中預混合集料、各種添加劑等的混合粉末的狀態(tài)被裝在防濕紙袋、塑料袋等中進行流通。
特別是，目前水泥材料大部分以20-25kg容量的袋裝進行流通。
該袋裝的水硬性組合物，一般是拆開袋后投入到攪拌容器或者攪拌用混合器等中，并加入規(guī)定量的水混勻使用。
將混勻的砂漿或者混凝土注入或者澆注在預先準備的砂箱內(nèi)，通過適當?shù)貕簩?，例如用振動式振動器等調(diào)整材料分離等后，放置并使其固化。
近年來，水硬性組合物的流通形式等正向小型化發(fā)展，但是作為上述流通形式的主流的袋容器比較重，且搬運困難，操作不太方便。
水硬性組合物的真比重是2-3，而松比重約為1，需要真實重量的兩倍的容積，所以難以裝成小型袋，而且現(xiàn)場的搬運操作成為非常重的體力勞動。
另外，將水硬性粉末加入于混勻容器或裝置中時，會產(chǎn)生大量的粉塵，在環(huán)境方面也不理想。
此外，即使把水硬性組合物裝在具有防濕性的袋中，對于空氣中的濕氣和水分也具有高的反應性。因此，目前的保存期限最大也就約6個月左右。
在使用水硬性組合物后，將大量地產(chǎn)生含有水硬性組合物的空袋，既浪費資源又會產(chǎn)生廢棄物。特別是，封入水泥等水硬性組合物的袋難以燃燒，焚燒處理困難。
另外，以前作為混凝土的裂紋修補·補強方法，通常使用的方法如下首先清潔裂紋的周圍并除去夾雜物，之后根據(jù)裂紋的寬度用刀具等器具將裂紋周圍切割為V字形，然后用樹脂類密封劑等進行密封，注入以水硬性組合物為主的裂紋材料。
但是，這時，由于需要混凝土切割刀具和密封劑注入器具和注入用泵等專用器具，裝置規(guī)模大，所以需要專門設(shè)備。
另外，以前的方法從修補裂紋的觀點來說是較優(yōu)秀的，但是修補位置的顏色往往與原主體不同，因此從物體的美觀角度來看并不能令人滿意。
此外，例如，在用于截水材料時，是將水硬性組合物在橡膠制容器等中迅速地與水拌合后，在所定的漏水位置，通過用手推壓該混勻材料以使之擦入的方法來獲得截水效果，但是該方法的操作效率非常差。
還有，用于靜態(tài)破碎材料時，將水硬性組合物與水混合后，澆注在預先鉆孔的巖石、混凝土的孔內(nèi)，之后隨著水合產(chǎn)生強大的膨脹力，并由此獲得破碎效果。
一般，在水中破碎時，通常利用的方法如下攪拌混合了靜態(tài)破碎劑和水的漿料的比重為2以上，比水重，所以若將該漿料注入于水下的鉆孔內(nèi)，則就會由于比重差而與水發(fā)生置換，從而可以將該漿料填充到鉆孔內(nèi)。
但是，即使該漿料的比重在2以上，在水中將液狀的物質(zhì)澆注在孔內(nèi)的作業(yè)也是很難完成的。
另外，在水下操作時，水的流動、潮流會使?jié){料產(chǎn)生擴散，而且該漿料還顯示強堿性，因此考慮到給周圍生態(tài)體系的影響，認為在環(huán)境方面也不理想。
作為其它的方法，還可實施將靜態(tài)破碎劑填充到小袋中，然后直接將其塞入鉆孔內(nèi)的方法。該方法是通過填充的布袋供給靜態(tài)破碎劑水合膨脹所需的水。
該方法可以防止靜態(tài)破碎劑的擴散，但是將袋密實地填入水下鉆孔內(nèi)的操作非常難實施而且效率低，而且由于不一定能沿孔內(nèi)的形狀填充所述袋，因此在孔內(nèi)會產(chǎn)生不必要的空隙。
另外，孔內(nèi)錨栓是在混凝土施工時的砂箱保持等混凝土工程中平常常用的通用工具，大多數(shù)情況下在施工結(jié)束時撤出，撤出后，通常在混凝土表面殘留許多痕跡，即直徑約6-20mm、深約100mm的孔。
如果將痕跡就這樣放置，則會損害美觀，所以通常后來將其補上，但是在例如橋梁工程中，其痕跡數(shù)也多，后填補的操作非常費時間。
另外，在該后填補中，目前是通過用手工操作填補水泥、砂、適量的水和修補用預混砂漿材料，進行后填補的施工。
鑒于上述問題，作為使水硬性組合物粉末成形固化的方法，在特許第2514668號中，公開了一種通過將5-95重量份的由水泥、礦渣、石膏中的至少一種組成的水硬性組合物、5-95重量份生石灰或者鎂石灰或者其混合物、以及相對于上述水硬性組合物的0.5-1.5重量％的破碎助劑混合，并進行加壓，從而成形為塊狀的成形體。
然而，雖然該成形體中含有水硬性組合物，但是成形體只是通過加壓壓硬原料粉末而制造的，不夠堅固，作為流通形式也好，作為使用形式也好，都不能充分地解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供水硬性組合物的未水合成形體，這種未水合成形體可以解決上述問題并能夠充分防止由流通、使用時的水硬性組合物粉末產(chǎn)生粉塵，同時可以長期保存，使用方式也較簡單。
另外，本發(fā)明的另一個目的是提供可以以高效率、簡便而且經(jīng)濟地使上述未水合成形體成形的水硬性組合物的未水合成形體的制造方法。
另外，本發(fā)明的又一個目的是提供可以簡便而且有效地將上述未水合成形體用于各種用途的水硬性組合物的未水合成形體的使用方法。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體的特征在于，含有水硬性組合物和粘合劑。
優(yōu)選的上述未水合成形體的特征在于，上述水硬性組合物和粘合劑的含有比例以重量比計為50∶50-95∶5重量份。
另外，特別優(yōu)選的上述未水合成形體的特征在于，上述粘合劑是水溶性而且熱塑性的高分子化合物。
當制備本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體時，其特征在于，將粘合劑和水硬性組合物加熱至該粘合劑的軟化點以上的溫度，并在混勻后成形，然后經(jīng)冷卻成為成形體。
優(yōu)選的上述未水合成形體的制備方法中，加熱該粘合劑直到該粘合劑的軟化點以上的溫度，從而使該粘合劑變?yōu)橐籂?，將水硬性組合物與其混合并混練，然后在維持該溫度的狀態(tài)下進行注射成形，或者，混合水硬性組合物和粘合劑，加熱該混合物直至該粘合劑的軟化點以上的溫度，混練之后進行擠壓成形。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體的使用方法是通過向本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體中加入水使其固化，可有效地用于下述各種用途中。
優(yōu)選的上述水硬性組合物的未水合成形體的使用方法的特征在于可以用作裂紋填充材料，即將上述水硬性組合物的未水合成形體填充適用在結(jié)構(gòu)物的裂紋表面部分，然后向上述裂紋內(nèi)部填充以往裂紋注入材料來修補該裂紋的裂紋填充材料。
具體實施例方式
通過以下適合的例子說明本發(fā)明，但是并不限于這些。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體中含有水硬性組合物和粘合劑。
在本發(fā)明中，使用粘合劑來代替水硬性組合物的水合反應中所使用的水，且可以不使用水而使水硬性組合物成形固化為所希望的三維形狀。
在本發(fā)明的未水合成形體中使用的水硬性組合物可以只由水硬性粉末組成。
在這里，所謂水硬性粉末是指由水進行固化的粉末，優(yōu)選使用普通波特蘭水泥、噴射水泥、礬土水泥、超速硬水泥、硅酸鈣、鋁酸鈣、氟鋁酸鈣、硫化鋁酸鈣、鐵鋁酸鈣、磷酸鈣、礦渣、半水合或者無水石膏以及選自具有自硬性的生石灰粉末的至少一種粉末。
上述水硬性粉末的粒徑等沒有特別地限制，但是從成形時的使用壽命以及得到的成形體強度的觀點出發(fā)，優(yōu)選的平均粒徑約為10-40μm，另外，從確保成形體的高強度的觀點出發(fā)，優(yōu)選布萊恩比表面積在2500cm2/g以上。
另外，本發(fā)明中使用的水硬性組合物中除了上述水硬性粉末以外，還可以含有非水硬性粉末。
該非水硬性粉末是指在單質(zhì)狀態(tài)下即使與水接觸也不進行固化的粉末，但是也包括在堿性或者酸性狀態(tài)、或者高壓蒸氣氣氛下洗提出其成分，并與已經(jīng)洗提出的成分反應而形成產(chǎn)物的粉末。
作為非水硬性粉末，可以適用選自氫氧化鋁粉末、二水合石膏粉末、碳酸鈣粉末、礦渣粉末、飛灰粉末、硅石粉末、粘土粉末以及硅粉粉末中的至少一種粉末。
這些非水硬性粉末通過火山灰反應或者片規(guī)(microfiller)效應，具有增進強度的性能。
這些非水硬性粉末的平均粒徑，從填充水硬性粉末的間隙、成形體變得致密的觀點來看，優(yōu)選比水硬性組合物粉末的平均粒徑小一位數(shù)以上，更優(yōu)選小兩位數(shù)以上，而細度的下限沒有特別地限制，如果不損害本發(fā)明的效果就不做特別限制，但是從獲得良好的成形性的觀點來看，通常優(yōu)選約為水硬性粉末的平均粒徑的1/500。
通過使用這種粒徑的非水硬性粉末，可以進一步提高成形體的形狀維持性。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體中所使用的粘合劑只要是能溶解于水的高分子化合物就沒有特別的限定，可以使用例如水溶性高分子；一直以來用于粉末注射成形、特別是金屬、陶瓷注射成形的粘合劑；和通常在樹脂成形中使用的熱塑性樹脂等。
該粘合劑更為理想的是受熱后會軟化流動，并具有作為水硬性組合物的流動賦予劑的性能，且在水硬性組合物的使用環(huán)境溫度下通常是固體。
另外，從進一步改善成形性的觀點出發(fā)，該粘合劑的分子量優(yōu)選在5000以上。還有，若分子量變大，分子量對混煉性的影響也會增加，所以分子量的上限可以在不影響混煉性的范圍內(nèi)適當選擇設(shè)定。
具體地講，作為水溶性高分子，可以舉例為以聚乙二醇、多甲撐二醇等為代表的聚烷撐二醇類；聚乙烯醇等聚乙烯基醇類；羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、陽離子化纖維素等纖維素類或者纖維素醚類；VEMA等甲基乙烯基醚和馬來酸酐共聚物；淀粉類；使ALKOX等環(huán)氧乙烷進行開環(huán)聚合而得到的聚(環(huán)氧乙烷)等。
另外，作為金屬或者陶瓷注射成形用粘合劑，可以舉例為聚乙烯、聚丙烯等軟化溫度低的脫脂；以石蠟、天然蠟、改性聚縮醛為主要成分組合各種蠟而成的材料；和瓊脂類等。
作為熱塑性樹脂，可以舉例為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等通用樹脂；聚縮醛、聚酰胺等工程塑料類；聚苯硫醚、聚酰胺酰亞胺等超級工程塑料類等。
該粘合劑可以用于注射成形、擠壓成形、加壓成形等各種成形，但是從以高效率且大量地制備未水合成形體的三維形狀的觀點出發(fā)，特別適合用于注射成形、擠壓成形。
在本發(fā)明的未水合成形體中，上述水硬性組合物和粘合劑的含有比例優(yōu)選為50∶50-95∶5重量份，優(yōu)選80∶20-90∶10重量份。
通過以這種重量比進行混合，可以改善成形性，同時提高形狀維持性。
另外，當使該未水合成形體在用于各種用途的過程中與水接觸而進行水合反應時，例如在修補裂紋時，不會留下粘合劑等修補材料顏色的痕跡，可以獲得與原主體大致相同的顏色，能夠保持良好的美觀。另外，在作為靜態(tài)破碎劑使用的情況下可以獲得適當?shù)呐蛎浟?，從而可以提高破碎效率?br> 下面，對制備本發(fā)明水硬性組合物的未水合成形體的方法進行說明。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體的制備方法如下把按上述混合比混合的粘合劑和水硬性組合物加熱至該粘合劑的軟化點以上的溫度，在混煉后成形，然后經(jīng)冷卻成為未水合成形體。
具體地講，作為成形方法，可以使用注射成形法、擠壓成形法、加壓成形法、澆鑄成形法等，但是并不限定于這些，可以使用公知的成形法。
在調(diào)制本發(fā)明的未水合成形體時，首先，將上述水硬性組合物和上述粘合劑按上述混合比例均勻混合而進行調(diào)制?；旌戏椒ㄖ灰茉谏鲜稣澈蟿┑能浕c以上的溫度進行，就沒有特別限制，可以使用預先混合了粘合劑和水硬性組合物的混合材料，也可以在成形時均勻混合這些成分，無論是哪一種方法，只要能將上述水硬性組合物和粘合劑均勻混合即可。
特別是，在使用含有水硬性粉末和非水硬性粉末的情況下，優(yōu)選采用可以提供強大的剪切力的混合方法，例如，可以使用捏合機等進行混煉。通過使用這種高剪切力的混合機進行混合，可以縮短混合時所需要的時間。
在注射成形時，把該粘合劑加熱至上述粘合劑的軟化點以上的溫度，從而使該粘合劑變?yōu)槿廴跔顟B(tài)，其中再混合水硬性組合物并熔融混煉，使之混合均勻，然后在維持該溫度的條件下進行注射成形，經(jīng)冷卻制造出未水合成形體。
具體地講，該方法是，通過加熱到粘合劑的軟化點以上的溫度，使粘合劑達到熔融狀態(tài)并使其流動，并在保持該加熱狀態(tài)的條件下，將水硬性組合物的粉末原料混合到該熔融粘合劑中并均勻地攪拌混合，作成混合流動材料。向保持在低于該粘合劑軟化點溫度的模具內(nèi)澆鑄該流動材料，通過使其冷卻固化并經(jīng)塑形·密實化得到未水合成形體。
根據(jù)需要，也可以在該粘合劑的軟化點以上的溫度將粘合劑和水硬性組合物熔融混煉來制備混合材料，并將該混合材料成形為注射成形用顆粒狀原料，成形時在注射成形機內(nèi)部的加熱氣缸內(nèi)將上述顆粒狀原料再次熔融、混煉，并用注射裝置填充到所需形狀的模具內(nèi)，由此得到未水合成形體。
在進行擠壓成形時，先混合水硬性組合物和粘合劑，再把該混合材料加熱到該粘合劑的軟化點以上的溫度，并進行混煉成流動狀態(tài)，然后在維持該溫度的條件下進行擠壓成形，之后經(jīng)冷卻可以制成未水合成形體。
具體為，將粘合劑和水硬性組合物加入到加熱保持在該粘合劑的軟化點以上的溫度的塑形用夾具例如擠壓成形機的材料搬送螺桿和塑模擠壓模部分、或者壓力機的模具等中，使其變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)，同時由保持在低于該粘合劑軟化點溫度的擠壓成形機，用例如約5000kg/cm2以下的成形壓力對該流動材料進行擠壓并進行塑形·密實化，然后經(jīng)冷卻得到未水合成形體。
由此得到的未水合成形體是由粘合劑和水硬性組合物經(jīng)混合而形成的，就成形體在厚度剖面方向上的組成分布而言，理想的是，具有在該成形體的外側(cè)存在富粘合劑部分而向內(nèi)側(cè)慢慢地變成為富水硬性組合物部分的組成梯度的結(jié)構(gòu)，從長期保存性的觀點出發(fā)，特別理想的是，在該未水合成形體的外側(cè)部分形成有該粘合劑的薄覆膜。
這可以認為是源于以下理由。
首先，水硬性組合物和粘合劑的混合原料的熔融流動材料被澆鑄到經(jīng)加熱的模具內(nèi)，而具體地講，水硬性粉末是在受熔融的粘合劑的沖擊的狀態(tài)下澆鑄到模具中的。
該熔融流動狀態(tài)的混合材料在模具內(nèi)的流動特性可以判斷如下，即由于模具表面附近的溫度高，所以只存在被分離的粘合劑，因此熔融粘合劑會先行流動，而不帶有水硬性組合物。
在由此得到的未水合成形體的表面上會形成有幾～幾十μm厚的粘合劑薄膜，在冷卻到常溫時，將成為堅固的覆膜而隔斷水分，從而能夠防止風化，進行長期保存。
這樣得到的未水合成形體由于具有適度的破碎性，所以可以用作截水材料、裂紋注入材料、靜態(tài)破碎材料、各種砂漿預混產(chǎn)品、各種混凝土預混產(chǎn)品、各種填孔材料和回填材料。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體是在不使用水的情況下賦予形狀的，并且可以在短時間內(nèi)實現(xiàn)脫模，另外在成形固化階段也無須使用水。
因此，若要固化本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體，需要在將該未水合成形體用作截水材料、裂紋注入材料、靜態(tài)破碎材料、各種砂漿預混產(chǎn)品、各種混凝土預混產(chǎn)品、各種填孔材料和回填材料等后，供給水分使其固化。
以下說明將本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體用作裂紋注入材料的例子。
可以將本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體制造成所希望的形狀，例如扼流圈(choke)狀的成形體。
把該扼流圈狀未水合成形體沿著產(chǎn)生于混凝土、瓷磚或者噴漆壁面等上的裂紋擦上去之后，因其容易破碎，從而可以容易地填充裂紋。
填充后，如果用例如噴霧器或海綿等向填充位置提供水，則由于填充的材料是未水合物，所以可以迅速地開始水合反應，并在裂紋內(nèi)固化，由此可以完成裂紋的填充。
另外，如果將成形為所希望的形狀、例如扼流圈狀的本發(fā)明的未水合成形體的頂端部分浸漬水中約5-30秒，則粘合劑將在水中溶解軟化，由此只有浸漬于水中的頂端部分變?yōu)槿彳浀暮隣?，所以也可以將該糊狀的部分擦入于裂紋中。
無論使用哪一種方法都可以在短時間內(nèi)完成水合反應，特別是在使用超速硬類水泥作為水硬性組合物使用時，數(shù)分鐘以內(nèi)就可以完成水合反應，因此在短時間內(nèi)就可以輕松地進行裂紋修補，即使有多少人都可以很容易地修補裂紋。
另外，為了完全密封裂紋，還可以同時使用本發(fā)明的裂紋填充材料和以往的裂紋注入材料，這也比較理想。
具體地講，例如，將本發(fā)明的未水合裂紋填充材料擦入于成為目標的裂紋中，這時，作為之后填充的以往的裂紋注入材料的填充口，在表面部分事先保留并空出例如約5-10mm，在這一部分不擦進本發(fā)明的裂紋填充材料。
然后，用毛刷和刷子等除去從裂紋溢出的本發(fā)明的裂紋填充材料部分，通過將含水的海綿壓向所填充的本發(fā)明的裂紋填充材料以提供水，從而使未水合物變?yōu)橥耆衔铩?br> 在這里，作為本發(fā)明的裂紋填充材料，可以使用例如超速硬類水泥，所以可以迅速地完成固化，這時也完成了裂紋部分的美觀維持和保留一部分的密封。
如上所述，可以從保留的填充口，用例如丙烯酸制注射器，向裂紋內(nèi)部注入混合有以往的裂紋注入材料(例如，產(chǎn)品名超微粒子水泥類裂紋注入材料Refrefilbond，住友大板水泥株式會社制)的物質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明，當裂紋切入到內(nèi)部的深度較深時，通過將以往的裂紋注入材料密實地填充到裂紋內(nèi)部的深部，確實地修補裂紋，另一方面在表面部分使用本發(fā)明的裂紋填充材料，可以保持表面部分的美觀，而且本發(fā)明的裂紋填充材料還可以發(fā)揮防止以往的裂紋注入材料浸出的密封材料的功能。
通過如上所述地密封裂紋，能夠防止水由裂紋向混凝土軀體的浸透，并防止內(nèi)部鋼筋的生銹和腐蝕，其結(jié)果，可提高混凝土軀體的耐久性。
得到的修補位置，其防水性優(yōu)良，修補后的色差變得與原軀體大致相同，可以有效地維持美觀。另外，通過如上所述地密封裂紋，能夠防止水由裂紋向混凝土軀體的浸透，并防止內(nèi)部鋼筋的生銹和腐蝕，其結(jié)果，可提高混凝土軀體的耐久性。
以下說明把本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體作為靜態(tài)破碎材料使用的例子。
可以把本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體成形為所希望的形狀，例如中空圓柱形。
在成為破碎目標的巖石或混凝土上，鉆出直徑與該中空圓柱形未水合成形體相同的孔，將本發(fā)明的中空圓柱形未水合成形體插入于該孔內(nèi)，如果向所填充的中空圓柱形未水合成形體的中空內(nèi)徑部分注入所定量的水，則會立即開始水合膨脹反應，通過該膨脹力可使巖石和混凝土產(chǎn)生拉伸應力，從而能夠?qū)⑵淦扑椤?br> 因此，可特別有效地利用于水中破碎。
在這里，所謂水中破碎，表示在例如港口的海下混凝土結(jié)構(gòu)物的增建或重建等中，破碎已有的水下混凝土結(jié)構(gòu)物的情況等。
通常，靜態(tài)破碎產(chǎn)品會預先與水混合而成為流動性優(yōu)良的糊狀。
由于該漿料的比重為約2.3，比水重，所以被認為由比重差也可以填充到鉆在水中構(gòu)造物上的孔內(nèi)，但是在有潮流的地方實際上是很難實現(xiàn)的。
鑒于這一點，也可以使用將粉末狀的靜態(tài)破碎劑產(chǎn)品裝入布袋后，一邊用棍捅一邊插入于孔內(nèi)的方法，但是該操作在水下效率低，未必是有效的水中破碎施工法。
與此相反，在本發(fā)明中，因為將由本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體組成的靜態(tài)破碎材料在未水合的狀態(tài)下預先成形為例如棒狀，向孔內(nèi)的插入只是插入該棒狀未水合成形體，所以可以變得非常簡便。
如果水慢慢地向該所填充的未水合成形體的內(nèi)部浸透，則會開始進行破碎劑的水合反應，由于引起了膨脹，所以在混凝土軀體等中會產(chǎn)生拉伸應力，從而可以將其破碎。
另外，根據(jù)需要也可以在未水合成形體的中心部的長度方向上形成約1-2mm程度的小的通水孔，由此更有效地進行水合反應。
以下說明把本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體用作孔內(nèi)錨栓回填材料的例子。
拔出混凝土和巖盤用的孔內(nèi)錨栓后再撤出這些是在土木、建筑領(lǐng)域中經(jīng)常進行的工序。
如果不處理錨栓痕跡，則在混凝土上一直會留有孔，所以需要進行回填，但是錨栓痕跡通常是直徑約17mm、深約120mm的小孔，例如，在一架橋的上部工程(在橋墩上架上橋桁的工程)中有時會需要進行數(shù)千個錨栓痕跡回填操作。
以往采用的是用細棍和匙子將少量經(jīng)混練的砂漿一個一個通過手工操作填補到孔內(nèi)的方法，但是該方法效率非常差。
根據(jù)本發(fā)明，則可以將與錨栓痕跡大致相同尺寸的本發(fā)明的未水合成形體預先成形為例如直徑約17mm、長約120mm的形狀，然后用錘子將其敲進孔內(nèi)，如果再供給所定量的水，例如約為成形體重量的30重量％的水，則就會發(fā)生水合反應，從而可以完成回填操作。
或者，也可以將本發(fā)明的未水合成形體預先浸漬于水中幾分鐘至幾小時，當吸收水并變?nèi)彳洉r，與上述同樣地采用用錘子敲進孔內(nèi)的方法，這樣就可以完成回填操作。
特別是，就孔內(nèi)錨栓回填材料而言，為了提高未水合成形體的吸收性，作為粘合劑優(yōu)選使用蠟等揮發(fā)性粘合劑。
這是因為在成形固化后，可通過加熱揮發(fā)一定量的該粘合劑，從而成為稀疏的未水合成形體，從而可以提高浸于水中時的吸水性。
以下說明將本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體用作砂漿預混產(chǎn)品的例子。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體通過調(diào)整所含有的粘合劑量，可以使水直接浸透，因此通過在含有所定量的水的混合機內(nèi)，直接加入該未水合成形體，可以進行與加入粉末時完全相同的混煉，從而能夠在短時間內(nèi)得到新鮮砂漿(還未凝固的砂漿)。
本發(fā)明的未水合成形體可以迅速地與水混合，制備均勻的新鮮砂漿，得到的砂漿與以往的產(chǎn)品具有相同程度的強度體現(xiàn)性。
鑒于固化后的強度體現(xiàn)等性能，作為砂漿預混用的未水合成形體，其粘合劑量越少越好，但是如果相對于水硬性組合物，粘合劑量不足3重量％，則成形性和形狀維持性會變差，所以適合的粘合劑量是約3-10重量％，特別適合的是5-10重量％。
本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體可以容易地將水硬性組合物的粉末直接成形固化為所希望的形狀，所以也可以用于除了上述以外的各種用途，而且在其流通狀態(tài)下或在使用的操作環(huán)境中，都不會產(chǎn)生粉塵，從而能夠非常良好地保持環(huán)境。
另外，本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體可以防止風化，從而可以長期保存。
此外，本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體的制備方法可以高效率地、簡便地而且經(jīng)濟地使上述未水合成形體成形。
還有，本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體的使用方法，通過在使用時補給水，能夠完成水硬性組合物的固化，不僅可以開展廣泛的使用用途，而且能夠簡化操作。
特別是，本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體不需要特殊的工具和技術(shù)，用多少人都可以簡單而且可靠地進行裂紋等的填充、修補，可以防止水分進入混凝土等內(nèi)部，由此可以防止內(nèi)部的鋼筋生銹，所以可以防止混凝土等的劣化、破損。
實施例根據(jù)以下的實施例、比較例以及試驗例說明本發(fā)明。
<裂紋注入材料或者填充材料>
實施例1將作為水硬性組合物的以超速硬類水泥作為原料的截水材料(商品名；Lionsisui 101，住友大板水泥株式會社制)和水溶性高分子(商品名；PEO-1，住友精化株式會社制)計量粗混合，以使該截水材料(粉末)水溶性高分子(粉末)重量份比率為9∶1，再在85℃混合15分鐘，得到均勻的流動混合物。
將該混合物加入到擠壓成形機中，在將螺桿和擠壓鑄模的溫度維持在80℃的條件下以熔融流動狀態(tài)進行擠壓，冷卻，進而成形為直徑17mm、長90mm的細長圓柱形、正好與扼流圈相同的形狀，從而制備作為本發(fā)明的裂紋注入材料的水硬性組合物的未水合成形體。
比較例1-3把市售的環(huán)氧類裂紋修補材料(商品名；撓性環(huán)氧樹脂E600，KONISHI株式會社制)作為比較例1，把市售的彈性密封材料類裂紋修補材料(商品名；View seal 6909，KONISHI株式會社制)作為比較例2，另外把市售的超微粒子水泥類裂紋修補材料(商品名；Refrefilbond，住友大板水泥株式會社制)作為比較例3，用作裂紋注入材料或者填充材料。
試驗例1(1)防水·防止鋼筋生銹的效果(試樣的準備)用混入了過量的膨脹材料的混凝土澆注全長15m、高45cm、厚10cm的以普通住宅建造混凝土塊根基作為模型的模擬試樣，再通過用鋼筋束縛底面來故意地產(chǎn)生裂紋。
大致以30cm的間隔產(chǎn)生了寬為0.8-1.2mm的裂紋共計42個。這些裂紋的大部分為在高度方向、厚度方向都貫通的裂紋。
把該具有貫通裂紋的樣品用作試樣。
(防水＝鋼筋的防銹效果確認試驗)試樣中產(chǎn)生的42個裂紋中，有12個沒有進行處理，6個使用比較例1的裂紋注入材料或者填充材料，另外6個使用比較例2的裂紋注入材料或者填充材料，剩下6個使用比較例3的裂紋注入材料或者填充材料，分別按照手冊上的記載填充并修補裂紋。
另一方面，將由上述實施例1得到的扼流圈狀的裂紋注入材料或者填充材料的頂端部分浸漬在水中5-30秒使之變軟，沿剩余的12個裂紋擦入該變軟的扼流圈狀的裂紋注入材料或者填充材料，填充、修補裂紋。
修補后經(jīng)過24小時以后，從垂直于修補面的方向連續(xù)48小時噴射了濃度為15重量％的鹽水。
噴射停止7天后，拆開試樣，確認內(nèi)部鋼筋的生銹情況。
其結(jié)果示于表1。
表1

由上述表1可知，根據(jù)本發(fā)明的未水合裂紋注入材料或者填充材料及其修補方法，能夠明顯簡化修補方法，同時可以提供與市售的超微粒子水泥類裂紋修補材料相同的防止鋼筋生銹的效果。
另外，已確認采用注射成形法所獲得的本發(fā)明的未水合裂紋注入材料或者填充材料也具有相同的效果。
(2)美觀的維持效果(測定方法)在實施上述試樣的裂紋修補時，在同一時刻，由同一位置，用數(shù)碼攝像機拍攝使用各裂紋注入材料或者填充材料前后的狀態(tài)，將該數(shù)據(jù)輸入到計算機中，使用ADOBE SYSTEMS株式會社制的圖像□□軟件ADOBEPHOTOSHOP，測量各□□的RGB值，即測定裂紋部分顏色的差別(色差)。
(色差測定結(jié)果)上述測定結(jié)果示于表2中。
表2

由表2可知，本發(fā)明的未水合裂紋注入材料或者填充材料在修補后的色差顯然與作為修補前的標準基材的混凝土試樣大致相同，具有突出的美觀維持性能，即具有所謂使裂紋不顯眼的效果。
另外，由于人類的視覺能夠判斷的RGB值的色差范圍在10左右，當使用本發(fā)明的未水合裂紋注入材料或者填充材料進行修補時，修補之后，用肉眼幾乎辨認不出裂紋。
此外，已確認采用注射成形法所得到的本發(fā)明的未水合裂紋注入材料或者填充材料也具有相同的效果。
<靜態(tài)破碎材料>
實施例2除了將上述實施例1的截水材料替換為靜態(tài)破碎粉末(商品名S-miteVA，住友大板水泥株式會社制)以外，與實施例1相同地進行試驗，得到均勻的混合物。
將該混合物與實施例1相同地加入到擠壓成形機中，通過擠壓成形，成形為直徑50mm×長1000mm的圓柱形，經(jīng)冷卻，制造出作為本發(fā)明的靜態(tài)破碎材料的水硬性組合物的未水合成形體。
比較例4為了比較而使用市售的靜態(tài)破碎材料(商品名S-mite A型，春秋用；住友大板水泥株式會社制)。
試驗例2(混凝土破碎試驗)作為被破碎目標物，使用水下的混凝土試樣。在該混凝土試樣上形成有直徑50mm×長1000mm的圓柱形的孔。
然后，向上述混凝土試樣的孔內(nèi)填充由實施例2得到的靜態(tài)破碎材料?？梢苑浅：唵味颐軐嵉剡M行填充。
另一方面，對于比較例4的靜態(tài)破碎材料的粉末，通過混合水調(diào)制糊料，混合水比為27重量％，然后向上述混凝土試樣的孔內(nèi)填充該糊料。
試驗的測量條件示于表3，另外其測量結(jié)果示于表4中。
表3

表4

還有，表中的膨脹壓力按照以下的順序測量。
1)將NKK(日本鋼管株式會社)制無縫鋼管SCH40-20A鋼管(外徑53mm，內(nèi)徑50mm)切割成40cm的長度。
2)向該鋼管中裝填實施例2或者比較例4的靜態(tài)破碎材料，而其方法分別如下。
即，就實施例2而言，通過擠壓成形將按照與上述實施例1相同的方法得到的均勻混合物成形為外徑49.9mm、內(nèi)徑2mm的中空圓柱形，將其插入、裝填在該鋼管內(nèi)部，再向2mm的內(nèi)徑孔內(nèi)注入可使其進行水合反應的水。
就比較例4而言，注入填充上述混凝土破碎試驗中使用的糊料。
3)然后沿該鋼管外徑的圓周方向，將株式會社東京測器研究所制帶有引線的通用應變議FLA-6-11按照該應變議手冊中的記載進行安裝。
4)通過以上的1)-3)的操作順序，該鋼管內(nèi)部的靜態(tài)破碎材料都由于水合反應產(chǎn)生明顯的體積膨脹，該膨脹力在該鋼管的外徑表面上表現(xiàn)為抗拉應變。用上述3)中安裝的應變議測量該抗拉應變，與鋼管的彈性系數(shù)相乘，就可以算出膨脹壓力。
從表4中可知，由本發(fā)明的未水合靜態(tài)破碎材料產(chǎn)生的破碎，不僅其破碎方法明顯簡化，同時可以獲得與以往產(chǎn)品幾乎相等的破碎效果。
另外，已確認采用注射成形法得到的本發(fā)明的未水合靜態(tài)破碎材料也具有相同的效果。
<孔內(nèi)錨栓回填材料>
實施例3作為水硬性組合物，使用普通波特蘭水泥(PC，住友大板水泥株式會社櫪木工廠制)，另外，作為粘合劑，使用可在89℃熔融的蠟(商品名micro-crystalline wax；日本精蠟株式會社制)。
該蠟水硬性組合物的混合比以重量比計為15∶85重量份，將所得到的混合物加入到溫度為95℃的擠壓成形機中，從而擠壓成直徑為17mm的圓柱形，然后冷卻到常溫使之固化，之后切割成120mm的規(guī)定長度。然后，將該棒狀的成形體置于保持在250℃的干燥機內(nèi)5小時，使蠟成分揮發(fā)出去。通過該一連串的操作工序來制備出作為本發(fā)明的孔內(nèi)錨栓回填材料的水硬性組合物的未水合孔內(nèi)錨栓回填材料。
比較例5將普通波特蘭水泥(PC，住友大板水泥株式會社櫪木工廠制)和按照JIS A 5005-1993混凝土用碎石以及碎砂規(guī)定的碎砂和水，以1∶4∶0.3的重量份比率均勻攪拌混合為新鮮的砂漿，并用容量為3升的泥瓦工用小型手推泵把它壓入孔內(nèi)錨栓痕中，再用鋼皮抹子將表面加工平坦。
試驗例3(錨栓痕的回填作業(yè)效率)從填埋孔內(nèi)錨栓的混凝土中，拉拔多個錨栓。
拉拔多個錨栓后，具有1個孔的大小為直徑17mm、深120mm的圓柱形形狀的孔。
在具有這種形狀的多個錨栓痕的混凝土的錨栓痕上，用錘子將由上述實施例3中得到的孔內(nèi)錨栓回填材料打進該錨栓痕中，并向該所填充的孔內(nèi)錨栓回填材料供給上述孔內(nèi)錨栓回填材料的30重量％量的水，使其固化，從而完成了錨栓痕的回填操作。
另一方面，用手工操作向上述每一個錨栓痕內(nèi)回填比較例5的砂漿回填材料。
這時二者的操作效率示于表5中。
表5

由上述表5可知，本發(fā)明的回填材料與以往相比，操作效率提高了約5.5倍。
另外，已確認采用注射成形法得到的本發(fā)明的未水合回填材料也具有相同的效果。
<砂漿預混產(chǎn)品>
實施例4-7將作為水硬性組合物的超速硬性無收縮砂漿(商品名Filcon S；住友大板水泥株式會社制)和作為粘合劑的聚乙二醇(商品名PEG#6000；旭電化工業(yè)株式會社制)按照表6中所示的混合比例進行混合而得到混合物，將該混合物加入到溫度為85℃的擠壓成形機中，成形、加工為圓柱形，從而得到未水合成形體。
將該未水合成形體直接加入到混入了規(guī)定量水的混合機內(nèi)，進行混煉，從而制備新鮮砂漿。
這時的粘合劑量和制備新鮮砂漿工序時間的關(guān)系示于表6中。
表6

由表6中記載的實施例4-7可見，相對于超速硬性無收縮砂漿和粘合劑的總重量，即使使粘合劑的重量％變化為10-30重量％，作為新鮮砂漿流動的時間、或者消滅攪拌球粒從而確保均勻性所需的時間上也幾乎沒有差別。
如果從砂漿的強度顯現(xiàn)和耐久性的觀點來考慮，則可知粘合劑的使用量較少為好(除了作為原來砂漿構(gòu)成成分的水泥、砂、水以外的物質(zhì)較少為宜)，所以理想的是，相對于超速硬性無收縮砂漿和粘合劑的總重量，粘合劑量約為3-10重量％，特別理想的是約為5-10重量％。
如果粘合劑量不足3重量％，則成形性會變差，另外作為成形體的形狀維持性也會變差，在施工現(xiàn)場的近距離搬運時容易被破壞或缺損，所以不太理想。
比較例6為了進行比較，將超速硬性無收縮砂漿(商品名Filcon S premix；住友大板水泥株式會社制)和上述表6中所示量的水混合(按照原來的使用方法)，從而制備新鮮砂漿。
試驗例4(固化后的強度顯現(xiàn)性)使由實施例4以及比較例6得到的新鮮砂漿成形固化為直徑50×高100mm的圓柱形試樣，在空氣中培養(yǎng)至28天材齡，并測量壓縮強度。
其結(jié)果示于表7中。
表7

其中，壓縮強度根據(jù)日本道路公團試驗方法JHS 312-1992“無收縮砂漿品質(zhì)管理試驗方法”進行測定。
由表7中可知，在作為短時間強度的材齡3小時中，本發(fā)明的砂漿產(chǎn)品顯示低于以往砂漿預混產(chǎn)品的90％的強力指數(shù)，但是以后強度顯現(xiàn)逐漸變好，顯示出了大致相同的強度。另外，可知在材齡91天的長期材齡中也可保持穩(wěn)定的強度延伸率。
另外，已確認使用由注壓成法形得到的本發(fā)明的未水合成形體而獲得的砂漿產(chǎn)品也具有相同的效果。
本發(fā)明的未水合成形體可以將水硬性組合物的粉末本身很容易地成形固化為所希望的形狀，而且在其流通狀態(tài)下或在使用的操作環(huán)境中都不會產(chǎn)生粉塵，從而能夠非常良好地保持環(huán)境，可防止風化，因此可以長期保存，而在使用時可以很容易地破碎，所以可用于截水材料、裂紋注入材料、靜態(tài)破碎材料、各種砂漿預混產(chǎn)品、各種混凝土預混產(chǎn)品、各種填孔材料和回填材料等各種用途。
權(quán)利要求
1.一種水硬性組合物的未水合成形體，其特征在于，含有水硬性組合物和粘合劑。
2.如權(quán)利要求1中所述的水硬性組合物的未水合成形體，其特征在于，所述水硬性組合物和粘合劑的含有比例以重量比計為50∶50-95∶5。
3.如權(quán)利要求1或者2中所述的水硬性組合物的未水合成形體，其特征在于，所述粘合劑是水溶性而且熱塑性的高分子化合物。
4.制備權(quán)利要求1至3中任一項所述的水硬性組合物的未水合成形體的方法，其特征在于，將粘合劑和水硬性組合物加熱至該粘合劑的軟化點以上的溫度，并在混煉后成形，然后經(jīng)冷卻形成為成形體。
5.如權(quán)利要求4中所述的水硬性組合物的未水合成形體的制備方法，其特征在于，將該粘合劑加熱到該粘合劑的軟化點以上的溫度，使之成為液狀，之后將水硬性組合物與其混合并進行混煉，然后在維持該溫度的條件下進行注射成形。
6.如權(quán)利要求4中所述的水硬性組合物的未水合成形體的制備方法，其特征在于，將水硬性組合物和粘合劑混合，加熱該混合物至該粘合劑的軟化點以上的溫度并進行混煉，擠壓成形。
7.一種水硬性組合物的未水合成形體的使用方法，通過向權(quán)利要求1-3中任一項所述的水硬性組合物的未水合成形體中加入水使其固化后使用。
8.如權(quán)利要求7中所述的水硬性組合物的未水合成形體的使用方法，其特征在于，在結(jié)構(gòu)物的裂紋表面部分填充適用所述水硬性組合物的未水合成形體，然后作為向所述裂紋內(nèi)部填充裂紋注入材料來修補該裂紋的裂紋填充材料，使用該未水合成形體。
全文摘要
本發(fā)明提供了可以充分防止流通·使用時水硬性組合物粉末的粉塵的產(chǎn)生、同時可以長期保存、使用形式簡單化的水硬性組合物的未水合成形體、其制造方法以及使用方法。本發(fā)明的水硬性組合物的未水合成形體中含有水硬性組合物和粘合劑，上述水硬性組合物和粘合劑的含有比例以重量比計優(yōu)選為50∶50－95∶5重量份，可以用于截水材料、裂紋注入材料、靜態(tài)破碎材料、各種砂漿預混產(chǎn)品、各種混凝土預混產(chǎn)品、各種填孔材料和回填材料等。其制備方法是加熱粘合劑和水硬性組合物直到該粘合劑的軟化點以上的溫度，并混合后成形，然后經(jīng)冷卻在未水合的狀態(tài)下形成為成形體。
文檔編號B28B1/00GK1524821SQ20041000184
公開日2004年9月1日 申請日期2004年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2003年1月15日
發(fā)明者小堺規(guī)行, 小 規(guī)行 申請人:住友大阪水泥股份有限公司