CN104703943B - 用于自压实混凝土的具有羟乙基甲基纤维素的砂浆 - Google Patents

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Abstract

一种砂浆含有水泥、一种或一种以上矿物质添加剂、超塑化剂、集料、羟乙基甲基纤维素以及水，其中所述羟乙基甲基纤维素的特征在于其羟乙基分子取代和甲基取代度的总和为1.90或更高以及2.30或更低，并且其呈2重量百分比水溶液形式的粘度低于30,000毫帕斯卡*秒。

Description

用于自压实混凝土的具有羟乙基甲基纤维素的砂浆
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 modifyingagent，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。
出人意料地，产生本发明的研究显示在2重量百分比水溶液中具有低于30,000毫帕斯卡*秒的粘度并且特征在于羟乙基分子取代(molecular substitution；MS)和甲基取代度(degree of substitution；DS)的总和为1.90或更高以及2.30或更低的HEMC可以用作制备如SCC砂浆的可接受砂浆(即，具有前述合乎需要的坍落值、V形漏斗出料时间和泌水值的砂浆)中适合的粘度调节剂，甚至在其它HEMC并不适合于此类用途中时也是如此。更出人意料地，进一步以大于0.01并且是0.5或更小的MS值与大于1.65并且是2.2或更小的DS值的组合为特征的特定HEMC在实现合乎需要的坍落值、V型漏斗出料时间和泌水值同时实现比其它HEMC少的空气截留方面是尤其有利的。
在第一方面中，本发明是包含水泥、一种或一种以上矿物质添加剂、超塑化剂、集料、羟乙基甲基纤维素以及水的砂浆，其中羟乙基甲基纤维素的特征在于其羟乙基分子取代和甲基取代度的总和为1.90或更高以及2.30或更低，并且其呈2重量百分比水溶液形式的粘度低于30,000毫帕斯卡*秒。
本发明尤其适用作自压实混凝土，其供用于目前使用自压实混凝土的任何地方。
具体实施方式
除非测试方法编号包括不同日期，否则测试方法指的是截至本文献的优先权日期最近的测试方法。提及测试方法含有提及测试协会和测试方法编号。以下测试方法缩写应用于本文中：ASTM指的是ASTM国际组织(以前被称为美国测试与材料协会(AmericanSociety for Testing and Materials))；EN指的是欧洲标准(European Norm)；NF指的是法国标准协会(association francaise de normalization)；DIN指的是德国标准协会(Deutsches Institute für Normung)；并且ISO指的是国际标准化组织(InternationalOrganization for Standards)。
“多个”意味着两个或更多个。“和/或”意味着“和，或作为一个替代方案”。除非另外指示，否则所有范围都包括端点。“Comp Ex”和“比较实例”是可互换的，“实例”和“Ex”同样也是。
“砂浆”在本文中指的是包含水泥、水和任选地额外添加剂的调配物。砂浆典型地进一步包含矿物质添加剂、集料和粘度调节剂。
“混凝土”在本文中指的是包含粗集料(coarse aggregate)的砂浆。
本发明的砂浆包含水泥、水、细粒、超塑化剂、集料和羟乙基甲基纤维素并且尤其适合用于自压实混凝土调配物中。
水泥可以是适合用于自压实混凝土(SCC)调配物中的任何水泥。举例来说，水泥可以是选自硅酸钙水凝水泥、含石灰水泥、碱性水泥、灰泥以及石膏的一种以上水泥中的一者或任何组合。尤其合乎需要的是波特兰水泥(Portland cement)，尤其是类型CEM I、II、III、IV以及V和/或氧化铝水泥(铝酸盐水泥)。
矿物质添加剂选自熔渣(如NF EN 197-1标准，段落5.2.2中所定义)；火山灰材料(如NF EN197-1标准，段落5.2.3中所定义)；渣灰(如NF En 197-1标准，段落5.2.4中所定义)；飞灰(如NF EN 197-1标准段落5.2.4中所定义)；页岩(如NF EN 197-1标准段落5.2.5中所定义)；石灰石(如NF EN 197-1标准段落5.2.6中所定义)；和/或硅石烟(如NF EN 197-1标准段落5.2.7中所定义)。
超塑化剂是SCC砂浆的特征组分，其提高砂浆的流动性，其使SCC砂浆(或SCC自身)能够易于围绕障碍物贴合并且填充空间中的空隙。超塑化剂也被称作减水剂，因为其可以降低砂浆的水-水泥比率。适合用于本发明的砂浆中的超塑化剂包括适合用于SCC调配物中的那些超塑化剂中的任一者。适合用于本发明的砂浆中的超塑化剂的实例包括磺化三聚氰胺甲醛缩合物、磺化萘甲醛缩合物、木质素磺酸盐以及聚羧酸盐。超塑化剂典型地以按水泥总重量计0.1重量％或更高以及2.0重量％或更低的浓度存在。
集料典型地被归类为细集料和粗集料。本发明的砂浆可以仅含有细集料，仅含有粗集料或优选地细集料与粗集料的组合。根据ASTM C33的分类法将集料分级为细的或粗的。一般来说，细集料完全通过9.5毫米(mm)的筛并且最多10质量百分比将通过150微米筛(第100号筛)。根据ASTM C33将粗集料分类成多个不同等级并且其具有比细集料大的总尺寸分布。集料一般是天然存在的无机材料，如石头和/或矿物质，其中石头一般由数种矿物质构成。细集料一般是一种形式的砂。粗集料通常选自砾石、碎石和类似材料。
本发明的砂浆进一步包含特定类型的羟乙基甲基纤维素(HEMC)。出人意料地，本发明是发现适合用于砂浆，尤其SCC砂浆中的特定类型的HEMC的结果。本发明的HEMC化合物独特地提供砂浆中理想的屈服点和塑性粘度水平。进一步发现，与其它HEMC化合物相比，某些HEMC化合物截留较少的空气，从而在砂浆中产生比其它HEMC化合物少的空气截留。一般来说，HEMC用以在不会将屈服点提高到不合需要的较高水平的情况下提高砂浆中的塑性粘度。本发明的HEMC化合物具有特定水平和类型的取代，已出人意料地发现所述取代在不会将屈服点提高到不合需要的较高水平的情况下提高砂浆中的塑性粘度。此外，本发明的HEMC提供具有合乎需要的坍落度(大于290毫米)、合乎需要的V形漏斗出料(在本文所描述的测试中少于五秒)以及合乎需要的泌水值(小于百分之三)的砂浆。与使用其他HEMC制得的砂浆相比，本发明的优选实施例进一步具有较少的截留空气。
本发明的HEMC的特征可以在于其MS值和DS值。MS值是HEMC中纤维素主链每脱水葡萄糖单元的羟乙基的分子取代水平的量度(即羟乙基分子取代度)。DS值是纤维素主链每脱水葡萄糖单元的甲基取代度的量度(即甲基取代度)。通过用于测定有机化合物中的烷氧基键的蔡塞尔(Zeisel)方法，通过用碘化氢和红磷进行处理来测定HEMC的MS值和DS值。通过气相色谱法的所得生物碱和烯烃的检验允许测定MS值和DS值。
本发明的HEMC的特征在于MS值和DS值的总和为1.90或更高，优选为1.95或更高并且同时为2.30或更低，并且可以是2.20或更低，2.15或更低，2.13或更低，甚至2.10或更低。
进一步需要HEMC的MS大于0.01，优选为0.05或更大，再更优选为0.1或更大，并且甚至更优选为0.18或更大，并且同时为0.5或更小，优选为0.4或更小，再更优选为0.35或更小，甚至更优选为0.33或更小。同时，本发明的HEMC的DS需要大于1.65，优选为1.70或更大，更优选为1.72或更大并且再更优选为1.8或更大，并且同时小于2.2，优选为2.0或更小并且更优选为1.9或更小。如果MS值小于0.01，那么聚合物将基本上为甲基纤维素，其具有足够低的热稠化温度以使得流变将不合需要地在高于30℃的温度下失控。如果MS值大于0.5，那么HEMC倾向于产生具有过度的空气截留和保留性质的砂浆，其不合需要地产生较低密度的砂浆和较低品质的混凝土。如果DS值小于1.65，那么HEMC将具有不可接受的水泥凝结延迟效果。如果DS值大于2.2，那么HEMC对于用于砂浆中来说不具有足够的水溶性。当HEMC的MS值和DS值在这些优选范围内时，已发现所述HEMC在砂浆中截留空气的可能性比当MS值和DS值在这些优选范围外时小。
本发明的HEMC在2重量百分比(重量％)水溶液中具有小于30,000毫帕斯卡*秒(mPa*s)的粘度。同时，HEMC需要具有1500mPa*s或更高，优选为3000mPa*s或更高，并且更优选为5000mPa*s或更高的粘度。在罗托威斯克流变仪(Rotovisco rheometer)中以2.55sec-1的固定剪切速率在20℃下测定2重量％HEMC水溶液的粘度。测定按HEMC重量相对于溶液总重量计的重量％水溶液。如果HEMC在2重量％水溶液中具有大于30,000mPa*s的粘度，那么所得砂浆倾向于具有不合需要的较低坍落度和/或不合需要的较长V形漏斗时间，这意味着砂浆的流动性质变为不合需要的。如果HEMC的粘度小于1500mPa*s，那么HEMC倾向于在调节砂浆粘度方面效率过低，从而需要添加大量HEMC来调节粘度。
按水泥总重量计，本发明的砂浆中的HEMC浓度合乎需要地为0.01重量％或更多，优选为0.05重量％或更多，并且同时合乎需要地为1.0重量％或更少，优选为0.5重量％或更少。如果HEMC的浓度小于0.01重量％，那么砂浆或混凝土将由于稳定性不足而泌水并且偏析。如果HEMC的浓度大于1.0重量％，那么砂浆调配物变得昂贵，并且取决于HEMC粘度，砂浆粘度可能变得过高。
本发明的砂浆中还存在水。为了形成合格的砂浆，水与水泥(水/水泥)的体积比应尽可能小。砂浆需要具有小于0.5的水/水泥比率。较高的水/水泥比率将会导致不合需要的较低混凝土强度。水/水泥比率应足够高以使砂浆中的水泥完全水解。典型地，水/水泥比率是0.4或更高。如果水/水泥比率低于0.4，那么难以充分使水泥水合并且未充分水合的水泥将导致不合需要的较低的砂浆或混凝土强度。
必要时，砂浆可以任选地包含一种以上额外添加剂中的一者或任何组合。举例来说，砂浆中可以存在一种以上以下添加剂中的一者或任何组合：促凝剂、缓凝剂、分散剂、合成增稠剂、颜料、还原剂和消泡剂。一般来说，砂浆包含高达5重量％的一种以上额外添加剂中的一者或组合。
当砂浆的特征在于不存在粗集料时，其具有以下特征：大于290毫米的坍落值；少于五秒的V型漏斗出料时间以及小于百分之三的泌水值。
坍落度为砂浆能够在其自身重量下流动程度的量度，从而提供砂浆的屈服应力的指示。通过将固定体积的砂浆沉积于润湿玻璃上以及测量砂浆展开范围来测量坍落度，也称为坍落流动度。将底部开口直径为100mm、顶部开口直径为70mm并且高度为60mm的锥形漏斗(坍落锥)用底部开口安置于被润湿的玻璃板上(在测试之前润湿10秒)。用砂浆填充锥体并且随后迅速将锥体垂直地从板上拿开以将砂浆完全释放于板上。在砂浆停止扩散后在围绕砂浆饼状物间隔相等的四个位置测量所得砂浆饼状物的直径。四个直径的平均值就是砂浆的坍落值。大于290mm的坍落值是合乎需要的并且对应于屈服应力低到足以用作SCC砂浆的砂浆。
V型漏斗出料时间提供砂浆的流动性和粘度的量度。V形漏斗出料测试使用V形矩形漏斗，其具有长为275mm并且宽为30mm的矩形顶部开口。漏斗开口在275mm的维度上经过245mm的高度均匀减小到30mm，从而形成30mm乘30mm的正方形漏斗喷口，其高度额外延长了75mm，在此高度内漏斗具有可以可翻转方式闭合以密封30mm乘30mm的漏斗底部的翻板。润湿V形漏斗的内表面并且在翻板闭合的情况下填充砂浆。在V形漏斗充满时打开翻板并且记录砂浆从漏斗底部流出去所花费的时间。所述时间是V型漏斗出料时间。本发明的砂浆合乎需要地具有少于五秒的V型漏斗出料时间。如果V型漏斗出料时间大于五秒，那么砂浆倾向于具有对于SCC来说不够充分的流动性质。
泌水值是砂浆所经历的泌水程度的量度。泌水是新浇注的混凝土顶部或表面出现水层。这是由砂浆中的固体粒子沉降引起的，伴随着水向上移动。虽然一定程度的泌水是可接受的，但过度泌水提高了靠近上表面的水-水泥比率并且可能使得混凝土的顶表面较弱。通过以下步骤测定砂浆的泌水值：称量500毫升(mL)杯子的重量，向杯子中添加大约375mL的砂浆，再次称重以确定杯子中的砂浆的重量，覆盖杯子和砂浆以防止水蒸发并且静置30分钟。在静置之后，自砂浆顶部去除任何表面水并且再次称量杯子和砂浆的重量以测定去除了多少水。每小时重复水的去除以及杯子的称重直到停止泌水。使用下式计算泌水值百分比：
泌水(％)＝100×[去除的水的总质量(g)]/[(W)×(砂浆质量)]
其中砂浆质量是以克计起初安置于杯子中的砂浆的质量，并且W是通过以克计砂浆中的水的质量除以以克计砂浆的质量而确定的起始砂浆中的水质量比。本发明的砂浆合乎需要地具有小于百分之三的泌水值。
砂浆合乎需要地在混合、输送和分配期间截留尽可能少的空气。当空气被截留在砂浆(无论是呈砂浆形式还是混凝土形式)中时，所产生的空隙在所得材料中形成不合需要的不均匀性，其可能在视觉上是不美观的并且可能使材料在结构上变弱。在砂浆中使用典型的HEMC作为VMA的一个缺点为HEMC倾向于促进空气保留在砂浆中。出人意料地，与含有不同于本发明中所详细说明的HEMC的砂浆调配物相比，本发明的砂浆调配物保留较少的空气。具体来说，已发现当HEMC的MS大于0.01时，优选为0.05或更大，再更优选为0.1或更大，并且甚至更优选为0.18或更大，并且同时为0.5或更小，优选为0.4或更小，再更优选为0.35或更小，甚至更优选为0.33或更小时，并且同时DS大于1.65，优选为1.70或更大，更优选为1.72或更大，并且再更优选为1.8或更大，并且同时小于2.2，优选为2.0或更小，并且更优选为1.9或更小时，所述砂浆倾向于截留比含有本说明书范围外的HEMC的砂浆少的空气。
比较砂浆中的空气夹带程度的一种方法是通过比较砂浆的密度。类似的砂浆应具有类似的密度。密度比类似砂浆低的砂浆截留了比较高密度的砂浆多的空气。本文中的实例和比较实例说明本发明的砂浆倾向于具有比具有在本发明的范围外的HEMC的类似的砂浆低的密度。
通过首先一起添加所有的干燥组分并且混合，随后添加任何水性组分并且随后添加任何残留水继而混合来制备本发明的砂浆需要注意在混合期间应使在混合时将空气夹带到砂浆中的情况最小化或避免。
以下实例用以说明本发明的实施例。
实例
砂浆调配物
使用表1的组分，通过首先通过组合水泥、飞灰和稳定剂制备干混合物1来制备实例和比较实例的砂浆。随后通过组合集料1到3制备干混合物2。随后在用于ToniMIX混合器(可购自托尼技术公司(Toni Technik))的混合桶中组合水和超塑化剂。当在一级混合水平下混合时，将干混合物1和干混合物2添加到混合桶中。在一级水平下混合所得组分30秒并且随后在二级水平下混合30秒。使混合物静止90秒以溶解可溶性添加剂并且随后再次在二级水平下混合60秒。所得混合物用作砂浆。
表1
制备HEMC
如例如EP1180526B1和EP1589035A1中所描述，使用标准的二阶段压力反应制备HEMC。以下论述提供本发明实例的HEMC的更详细的指导。
实例(Ex)1的HEMC
将固有粘度为大约每克800毫升/克(mL/g)的细粉状木纤维素纸浆装载到有夹套的搅动反应器中。抽空、用氮气吹扫反应器并且随后再次抽空以去除氧气。将温度调节到25℃。在第一阶段中，将每摩尔纤维素4.7摩尔甲醚和3.2摩尔氯甲烷喷射到纤维素纸浆上。随后迅速添加每摩尔纤维素1.19摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)。在25℃下搅拌所得混合物30分钟并且随后将每摩尔纤维素0.5摩尔环氧乙烷添加到反应器中。通过在30分钟内缓慢升温来将反应器的内含物持续加热到80℃。在80℃下使混合物反应30分钟。
通过添加另一剂每摩尔纤维素1.3摩尔的氯甲烷开始第二阶段。随后，在完全添加氯甲烷之后，迅速添加另一剂每摩尔纤维素0.9摩尔的氢氧化钠(50重量％水溶液)。保持80℃的温度持续80分钟以完成反应。通过所属领域中已知的任何方法干燥并且研磨所得湿HEMC。
实例2的HEMC
除在第二阶段中使用每摩尔纤维素1.0摩尔氢氧化钠外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
实例3的HEMC
将细粉状原木纤维素纸浆(固有粘度大约800ml/g)装载到有夹套的搅动反应器中。抽空、用氮气吹扫反应器并且随后再次抽空以去除氧气。将温度调节到45℃。在第一阶段中，将每摩尔纤维素5.8摩尔甲醚和每摩尔纤维素2.7摩尔氯甲烷喷射到纤维素纸浆上。随后在18分钟内持续添加每摩尔纤维素2.3摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)。在45℃下搅拌所得混合物2分钟并且随后将每摩尔纤维素0.48摩尔环氧乙烷添加到反应器中。在45分钟时间段内将反应器的内含物持续加热到70℃。通过添加每摩尔纤维素1.9摩尔氯甲烷开始第二反应阶段。在添加氯甲烷之后立即在31分钟内均匀地添加每摩尔纤维素1.2摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)。保持70℃的温度持续10分钟。随后在15分钟内将反应器的内含物加热到80℃并且使之在这一温度下反应55分钟以完成反应。通过所属领域中已知的任何方法干燥并且研磨所得湿HEMC。
实例4的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的木浆并且在第一反应步骤中使用每摩尔纤维素0.32摩尔而不是0.48摩尔的环氧乙烷外，以与实例3的HEMC相同的方式进行制备。
实例5的HEMC
除使用固有粘度为大约600mL/g的木浆外，以与实例3的HEMC相同的方式进行制备。
实例6的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆并且在第一反应步骤中使用每摩尔纤维素0.85摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素1.6摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
实例7的HEMC
除使用固有粘度为大约600mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素5.5摩尔甲醚和每摩尔纤维素2.3摩尔氯甲烷、每摩尔纤维素2.2摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)以及每摩尔纤维素0.28摩尔环氧乙烷；并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素2.3摩尔氯甲烷和每摩尔纤维素1.9摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例(Comp Ex)A的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素4.5摩尔甲醚和每摩尔纤维素1.8摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)以及每摩尔纤维素0.14摩尔环氧乙烷；并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素0.8摩尔氯甲烷和每摩尔纤维素零摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例B的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素0.14摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素0.2摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例C的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素0.75摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素0.3摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例D的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例E的HEMC
除使用固有粘度为大约1500mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素5.6摩尔甲醚和每摩尔纤维素3.1摩尔氯甲烷、每摩尔纤维素2.4摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)以及每摩尔纤维素0.35摩尔环氧乙烷；并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素1.5摩尔氯甲烷和每摩尔纤维素0.8摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例3的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例F的HEMC
除使用固有粘度为大约1500mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素4.5摩尔甲醚、每摩尔纤维素0.13摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素1.5摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例G的HEMC
除使用固有粘度为大约1800mL/g的纤维素纸浆外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例H的HEMC
除使用固有粘度为大约1500mL/g的纤维素纸浆外，以与实例3的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例I的HEMC
除使用固有粘度为大约1500mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素0.13摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素0.7摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例J的HEMC
除使用固有粘度为大约1800mL/g的纤维素纸浆外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例K的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素3.5摩尔甲醚、每摩尔纤维素2.5摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)以及每摩尔纤维素1.7摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素2.8摩尔氯甲烷和每摩尔纤维素3.0摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
比较实例L的HEMC
除使用固有粘度为大约1300mL/g的纤维素纸浆；在第一反应阶段中使用每摩尔纤维素1.1摩尔环氧乙烷并且在第二反应阶段中使用每摩尔纤维素0.4摩尔氢氧化钠(50重量％水溶液)外，以与实例1的HEMC相同的方式进行制备。
实例表征
表2提供具有不同值的MS、DS以及粘度的本发明砂浆的表征。如先前本文中所描述，测定坍落度、V形漏斗时间和泌水值。在根据DIN EN 12350-7的方法制备之后立即测定砂浆的新鲜密度。
对于这些实例中的每一者，坍落度、V形漏斗时间、泌水值和密度中的每一者都落在SCC砂浆的所需值内。如先前所陈述，SCC砂浆的所需值为坍落度大于290mm；V形漏斗时间少于五秒并且泌水值小于百分之三。对于这一特定砂浆组合物，还需要具有足够低的空气截留以实现每立方米大于2000千克的新鲜密度。具有1.65与2.2之间的DS以及0.01与0.5之间的MS的实例中的每一者除所需坍落度、V形漏斗时间和泌水值以外还实现了低水平的空气截留。
表2
表3提供因为HEMC的MS+DS值低于适合用于本发明的范围而落在本发明的范围外的砂浆的特征。表3中的数据揭示所得砂浆的坍落度和偶尔的V形漏斗时间在SCC砂浆的所需范围外(用粗斜体显示)。即使比较实例A到比较实例C具有合乎需要的新鲜密度，但其不具有合乎需要的坍落度和V形漏斗时间，因此落在本发明的范围外。
表3
表4提供因为HEMC于2重量％水溶液中的粘度大于30,000mPa*s而落在本发明的范围外的砂浆的特征。表3中的数据揭示当HEMC具有如此高的粘度(即使MS+DS值在范围内)时，所得砂浆的坍落值和典型地V形漏斗时间在SCC砂浆的所需范围外(用粗斜体显示)。
表4
表5提供因为HEMC的粘度值在所主张的范围外(用粗体显示)而落在本发明的范围外的额外的砂浆的特征。表5中的数据说明这些砂浆具有在SCC砂浆的所需范围外的砂浆V形漏斗时间和典型地坍落值(用粗斜体显示)。
表5

Claims (4)

1.一种砂浆，其包含水泥、一种或一种以上矿物质添加剂、超塑化剂、集料、羟乙基甲基纤维素以及水，其中所述羟乙基甲基纤维素的特征在于其羟乙基分子取代和甲基取代度的总和为1.90-2.30，并且其在罗托威斯克流变仪中以2.55 sec-1的固定剪切速率在20℃下于2重量百分比水溶液中测定的粘度大于或等于1500毫帕斯卡*秒且小于30,000毫帕斯卡*秒，其中通过用碘化氢和红磷处理羟乙基甲基纤维素的蔡塞尔方法来确定羟乙基分子取代和甲基取代度。
2.根据权利要求1所述的砂浆，其特征进一步在于所述羟乙基甲基纤维素具有大于0.01并且是0.5或更小的羟乙基分子取代以及大于1.65并且小于2.2的甲基取代度。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的砂浆，其特征进一步在于所述羟乙基甲基纤维素以按水泥总重量计0.01重量百分比或更多以及1.0重量百分比或更少的浓度存在。
4.根据权利要求1所述的砂浆，其特征进一步在于包含粗集料以便形成混凝土，所述粗集料具有比完全通过9.5毫米的筛并且最多10质量百分比将通过150微米筛的细集料大的总尺寸分布。
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