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TW201321336A - 水泥砂漿 - Google Patents

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TW201321336A
TW201321336A TW100143040A TW100143040A TW201321336A TW 201321336 A TW201321336 A TW 201321336A TW 100143040 A TW100143040 A TW 100143040A TW 100143040 A TW100143040 A TW 100143040A TW 201321336 A TW201321336 A TW 201321336A
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TW100143040A
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Kuo-Lung Lin
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Unigold Building Materials Co Ltd
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

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  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)

Abstract

本發明之水泥砂漿之組成包含有波特蘭水泥(portland cement)、高爐石粉(blast furnace slag)、飛灰(fly ash)、玻璃砂(silicon)、大理石砂(marble sand)以及防水粉劑。將包含上述成分之水泥砂漿添加於水泥或混凝土，並應用於建材填縫料、建材黏著料、彩色水泥鏝料與乾拌水泥鏝料，且具有收縮率低、吸水率低、抗彎強度高、抗拉強度高、抗壓強度高及避免產生白華現象之優點。

Description

水泥砂漿
本發明是有關於一種水泥砂漿，亦有關於該水泥砂漿之用途。
現有技術之磁磚黏著劑之施工過程中，必須先徹底清潔底材，以免因過多雜質影響黏度，而太過乾燥的底材則必須事先灑水濕潤，避免過早乾縮。並於使用時，需將磁磚黏著劑與適量的清水，使用電動攪拌機充分攪拌混合約三分鐘，再使用鋸齒鏝刀將已攪拌均勻之磁磚黏著劑塗於底材或磁磚背面，並於10分鐘內將磁磚貼上，再用小鎚輕打磁磚表面，且於30分鐘內調整至正確位置。
上述之填縫劑料或黏著劑料之所以能夠黏著底材與磁磚，主要係包含有活性膠結材、可再分散型粉末樹脂、纖維素醚、碳酸鈣、石英砂及河砂所組成之乾粉，與足量的水接觸後，便會自行潤濕，令水滲透到全部乾粉之間並開始產生反應，便可在短時間內固化並保持平整表面。
現有技術之建材填縫料、建材黏著料、彩色水泥鏝料及乾拌水泥鏝料之水泥砂漿，不但收縮率及吸水率較高，使結構體使用壽命縮短，且抗壓強度較差。此外，現有技術之建材填縫料、建材黏著料、彩色水泥鏝料及乾拌水泥鏝料之組成中，並無添加防水成份，因此容易造成白華現象(efflorescence)，並造成牆面外觀不雅及水泥砂漿剝落，且刮除後還是會不斷累積而難以根治。其中白華現象係雨水滲入石材底下的水泥、混凝土層，或是地下水將氫氧化鈣[calcium hydroxide,Ca(OH)2]等鹼性金屬離子溶離出來，滲透至石材表面或填縫不實之處，累積成白色半固體粉末。
有鑒於現有技術之水泥砂漿無法分解並對生態環境造成污染，且不具防水性、隔音、隔熱、抗裂及防火之效果等缺點，本發明之目的在於提供一種水泥砂漿，該水泥砂漿係由工業固態廢棄物製造生產，不但具有收縮率低、吸水率低、抗彎強度高、抗拉強度高、抗壓強度高，且可減少使用天然資源和能源，且無毒害、無汙染及無放射性，可避免產生白華現象。
為達上述目的，本發明之水泥砂漿之組成包含：波特蘭水泥(portland cement)，高爐石粉(blast furnace slag)，飛灰(fly ash)，玻璃砂(silicon)，大理石砂(marble sand)，以及；防水粉劑(waterproofing agent)，其包含有礦粉封孔劑以及乙醇矽烷偶聯劑。
較佳的，所述之波特蘭水泥係呈粉末狀，粒徑介於0.1微米(μm)至1微米之間，且包含有矽酸三鈣(tricalcium silicate,C3S)、矽酸二鈣(dicalcium silicate,C2S)、鋁酸三鈣(tricalcium aluminate,C3A)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、鐵鋁酸四鈣(tetracalcium aluminoferrite，C4AF)、氧化鋁(aluminium oxide,Al2O3)及氧化鎂(magnesium oxide,MgO)；該波特蘭水泥之用量範圍介於250公斤(kg)至360公斤。
較佳的，所述之高爐石粉係呈粉末狀，粒徑介於0.80毫米(mm)至2.00毫米之間，且包含有氧化鈣(calcium oxide,CaO)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、氧化錳(manganese oxide,MnO)、氧化鎂(magnesium oxide,MgO)、二氧化鈦(titanium oxide,TiO2)及氧化鐵(iron oxide,FeO)；該高爐石粉之用量範圍係介於250 kg至300 kg。
較佳的，所述之飛灰係呈粉末狀，粒徑介於0.4 μm至100 μm之間，且包含有氧化鋁(aluminium oxide,Al2O3)、氧化鈣(calcium oxide,CaO)、三氧化二鐵(ferric oxide,Fe2O3)、氧化鉀(potassium oxide,K2O)、氧化鎂(magnesium oxide,MgO)、氧化鈉(sodium oxide,Na2O)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)及三氧化硫(sulfur trioxide,SO3)；該飛灰之用量範圍係介於280 kg至360 kg。
較佳的，所述之玻璃砂係呈顆粒狀，細度模數(fineness modulus)為3.1至3.5，粒徑介於2 mm至10 mm之間，且包含有二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、碳酸鈉(sodium carbonate,Na2CO3)及碳酸鉀(potassium carbonate,K2CO3)；該玻璃砂之用量範圍係介於270 kg至330 kg。
較佳的，所述之大理石砂，其包含有碳酸鈣(calcium carbonate,CaCO3)與碳酸鎂(magnesium carbonate,MgCO3)，且該大理石砂之用量範圍係介於220 kg至300 kg。
較佳的，所述之水泥砂漿更包含有甲基纖維素(methyl cellulose)、ZY膨脹劑(ZY type expansive agent)、色粉(pigment)及輸氣劑(air entraining agent)或其等的混合物。
較佳的，所述之甲基纖維素如所知者，係用於水泥或混凝土之保水劑或緩凝劑，使水泥或混凝土具有泵送性。該甲基纖維塑包含有將鹼纖維素(alkali cellulose)、氯甲烷(chloromethane)及硫酸二甲酯(dimethyl sulfate)，且該甲基纖維素之用量範圍係10 kg至25 kg。
較佳的，所述之ZY膨脹劑如所知者，係用於水泥凝結硬化時，隨之體積膨脹，可補償混凝土收縮、張拉鋼筋產生預應力以及充分填充水泥間隙的作用。該ZY膨脹劑包含有鈣釩石(ettringite)、鋁矽酸鹽(aluminosilicate)及硫酸鈣(calcium sulfate,CaSO4)，且該ZY膨脹劑之用量範圍係介於3 kg至10 kg。
較佳的，所述之色粉如所知者，其係用於添加顏色於水泥，該色粉包含有氧化鐵(iron oxide)、二氧化錳(manganese dioxide,MnO2)及三氧化鉻(Chromium trioxide,CrO3)，且該色粉之用量範圍係介於3 kg至10 kg。
較佳的，所述之輸氣劑如所知者，其係用於水泥或混凝土可增加抗凍融性及減少氯鹽之腐蝕，該輸氣劑包含有油酸鈉(sodium oleate)、松香皂熱塑料樹脂(rosin thermoplastic resin)、十二烷基硫酸鈉(sodium laureth sulfate)及苯酚乙氧基化物(phenol ethoxylate)，且該輸氣劑之用量範圍係介於10 kg至20 kg。
較佳的，所述之防水粉劑用於本發明係可避免產生白華現象，其中礦粉封孔劑包含碳酸鹽(carbonate)、氧化鐵(iron oxide)以及氧化鈣(calcium oxide)，且以防水粉劑之重量為基礎，其礦粉封孔劑之用量範圍係80%至85%；其中乙醇矽烷偶聯劑係包含烷氧基矽烷類化合物粉末(alkyloxysilane powder)，並以防水粉劑之重量為基礎，其乙醇矽烷偶聯劑之用量範圍係15%至20%，其用量範圍係介於5 kg至10 kg。
本發明之水泥砂漿可為粉狀或液狀，較佳的為粉狀。
本發明之水泥砂漿可直接添加於水泥及混凝土後，並應用於建材填縫料、建材黏著料、彩色水泥鏝料與乾拌水泥鏝料，而具有不同之調配比例。
較佳的，所述之水泥砂漿之濕比重介於1.6至1.9。
較佳的，所述之水泥砂漿之乾比重介於1.2至1.4。
較佳的，所述之水泥砂漿之水固比(water solid ratio,W/S)係介於0.25至0.35。
較佳的，所述之水泥砂漿之單位重係介於每立方公尺1600公斤重(kgw/m3)至2000公斤重。
本發明之水泥砂漿可以不同之調配比例，添加於水泥或混凝土，並應用於建材填縫料、建材黏著料、彩色水泥鏝料與乾拌水泥鏝料，且具有收縮率低、吸水率低、抗彎強度高、抗拉強度高、抗壓強度高及避免產生白華現象之優點。
本發明之水泥砂漿包含有波特蘭水泥、高爐石粉、飛灰、玻璃砂、大理石砂以及防水粉劑。其中水泥砂漿更包含有甲基纖維素、ZY膨脹劑、色粉及輸氣劑或其等的混合物。
本發明將由下列的實施例做為進一步說明，這些實施例並不限制本發明前面所揭示的內容。
實施例1.　水泥砂漿之製備
本發明之一種水泥砂漿係由下列方式製備而得，將粒徑介於0.1 μm至1 μm且用量介於250 kg至360 kg的波特蘭水泥、粒徑介於0.80 mm至2.00 mm且用量介於250 kg至300 kg的高爐石粉、粒徑介於0.4 μm至100 μm且用量介於280 kg至360 kg的飛灰、細度模數介於3.1至3.5且用量介於270 kg至330 kg的玻璃砂、220 kg至300 kg的大理石砂、5 kg至10 kg的防水粉劑、10 kg至25 kg的甲基纖維素、3 kg至10 kg的ZY膨脹劑、3 kg至10 kg的色粉以及10 kg至20 kg的輸氣劑混合形成水泥砂漿。
實施例2.　水泥砂漿之單位重測試
以實施例1所製備之水泥砂漿，採用中華民國國家標準1163 A3027粒料單位質量與空隙試驗法(Chinese National Standards,1163 A3027)(CNS 1163 A3027)，其單位重係介於每立方公尺1600公斤重(kgw/m3)至2000公斤重。
實施例3.　水泥砂漿之水固比測試
以實施例1所製備之水泥砂漿，採用中華民國國家標準CNS 12832 A3319新拌混凝土含水量試驗法(Chinese National Standards,12832 A3319)(CNS 12832 A3319)，測試結果為水固比係介於0.25至0.35。
實施例4.水泥砂漿之比重測試
以實施例1所製備之水泥砂漿，採用中華民國國家標準487 A3006細粒料比重及吸水率試驗法(Chinese National Standards,487 A3006)(CNS 487 A3006)，測試結果為濕比重介於1.6至1.9，乾比重介於1.2至1.4。
實施例5　水泥砂漿之製備與試驗
本發明之一種水泥砂漿係由下列方式製備而得，將粒徑介於0.1 μm至1 μm且用量介於250 kg至360 kg的波特蘭水泥、粒徑介於0.80 mm至2.00 mm且用量介於250 kg至300 kg的高爐石粉、粒徑介於0.4 μm至100 μm且用量介於280 kg至360 kg的飛灰、細度模數介於3.1至3.5且用量介於270 kg至330 kg的玻璃砂、220 kg至300 kg的大理石砂、5 kg至 10 kg的防水粉劑、10 kg至25 kg的甲基纖維素、3 kg至10 kg的ZY膨脹劑、3 kg至10 kg的色粉以及10 kg至20 kg的輸氣劑混合形成水泥砂漿。
於本實施例中，水泥砂漿之水固比係介於0.25至0.30，並以中華民國國家標準12611(Chinese National Standards,12611)(CNS 12611)做為測試，試驗添加本實施例之水泥砂漿用於建材黏著料之抗拉接著強度，其試驗結果如表1所示。
本發明之水泥砂漿用於添加於水泥或混凝土中，其中甲基纖維素具有良好的抗拉接著強度，抗拉接著強度約每平方公分10.7公斤重(kgf/cm2)，符合CNS 12611規範要求之6 kgf/cm2以上。
實施例6.　水泥砂漿之製備及試驗
本發明之另一較佳實施例，係由下列方式製備而得，將粒徑介於0.1 μm至1 μm且250 kg至360 kg的波特蘭水泥、粒徑介於0.80 mm至2.00 mm且250 kg至300 kg的高爐石粉、粒徑介於0.4 μm至100 μm且280 kg至360 kg的飛灰、細度模數介於3.1至3.5且270 kg至330 kg的玻璃砂、220 kg至300 kg的大理石砂、5 kg至10 kg的防水粉劑、3 kg至10 kg的ZY膨脹劑、3至10kg的色粉、10 kg至25 kg的甲基纖維素及10 kg至20 kg的輸氣劑混合形成水泥砂漿。
於本實施例中，水泥砂漿之水固比(W/S)係介於0.30至0.35，並以美國國家標準協會A118.6磁磚用水泥砂漿(American National Standards for Installation of Ceramic Tile A118.6,ANSI A118.6)做為測試，試驗添加本實施例之水泥砂漿用於無砂水泥填縫料，其試驗結果如表2所示。
並將本發明之水泥砂漿用於水泥砂漿填縫料，其試驗結果如表3所示。
ANSI A118.6無砂水泥填縫料及水泥砂漿填縫料之收縮率之規範值，係28天分別低於0.30%及0.20%，本發明之水泥砂漿之測試結果分別為0.099及0.075，皆符合收縮率之規範值。
ANSI A118.6無砂水泥填縫料及水泥砂漿填縫料之吸水率之規範值，係28天分別低於18%及10%，本發明之水泥砂漿之測試結果分別為7.46%及2.95%，皆符合吸水率之規範值。
ANSI A118.6無砂水泥填縫料及水泥砂漿填縫料之抗壓強度之規範值，係28天高於每平方英吋抗壓3000磅(psi)，本發明之水泥砂漿之測試結果分別為5126.3 psi及6519.9 psi，皆符合抗壓強度之規範值。
ANSI A118.6無砂水泥填縫料及水泥砂漿填縫料之抗彎強度之規範值，係28天高於每平方英吋抗彎500 psi，本發明之水泥砂漿之測試結果分別為796.3 psi及819.1 psi，皆符合抗彎強度之規範值。
ANSI A118.6無砂水泥填縫料及水泥砂漿填縫料之抗彎強度之規範值，係28天高於每平方英吋抗拉250 psi，本發明之水泥砂漿之測試結果分別為470.7 psi及411.0 psi，皆符合抗拉強度之規範值。
實施例7.　水泥砂漿之製備及試驗
本發明之另一較佳實施例，係由下列方式製備而得，將粒徑介於0.1 μm至1 μm且250 kg至360 kg的波特蘭水泥、粒徑介於0.80 mm至2.00 mm且250 kg至300 kg的高爐石粉、粒徑介於0.4 μm至100 μm且280 kg至360 kg的飛灰、細度模數介於3.1至3.5且270 kg至330 kg的玻璃砂、220 kg至300 kg的大理石砂、5 kg至10 kg的防水粉劑、3 kg至10 kg的ZY膨脹劑、3至10kg的色粉、10 kg至25 kg的甲基纖維素及10 kg至20 kg的輸氣劑混合形成水泥砂漿。
其中該防水粉劑包含有礦粉封孔劑以及乙醇矽烷偶聯劑，其中礦粉封孔劑包含碳酸鹽(carbonate)、氧化鐵(iron oxide)以及氧化鈣(calcium oxide)，且以防水粉劑之重量為基礎，其礦粉封孔劑之用量範圍係80%至85%；其中乙醇矽烷偶聯劑係包含烷氧基矽烷類化合物粉末(alkyloxysilane powder)，並以防水粉劑之重量為基礎，其乙醇矽烷偶聯劑之用量範圍係15%至20%。
將水泥、標準砂、防水粉劑與水以50: 150: 4: 26之比例予以添加於水泥砂漿中，並以中華民國國家標準3763 A2047(Chinese National Standards,3763 A2047)(CNS 3763 A2047)之建築用水泥防水組成物之規範做為測試，並以標準型(水泥砂漿)，亦即台泥I型水泥：標準砂：水=200: 600: 121作為對照組，試驗添加防水粉劑的標準型(水泥砂漿)之各項性質，其試驗結果如表4所示。
防水粉劑添加於本發明中，其吸水量度比測試結果，1小時係0.12、5小時係0.13、24小時係0.22，以上測試結果皆低於0.5並符合CNS3763規範值。且其透水比係0.3亦低於0.5並符合CNS3763規範值。因此本發明具有防水效果，可降低產生白華之現象。

Claims (21)

  1. 一種水泥砂漿，其包含有：波特蘭水泥(portland cement)，高爐石粉(blast furnace slag)飛灰(fly ash)，玻璃砂(silicon)，大理石砂(marble sand)，以及；防水粉劑(waterproofing agent)，其包含有礦粉封孔劑以及乙醇矽烷偶聯劑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中波特蘭水泥包含有矽酸三鈣(tricalcium silicate,C3S)、矽酸二鈣(dicalcium silicate,C2S)、鋁酸三鈣(tricalcium aluminate,C3A)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、鐵鋁酸四鈣(tetracalcium aluminoferrite，C4AF)、氧化鋁(aluminium oxide,Al2O3)及氧化鎂(magnesium oxide,MgO)。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中高爐石粉包含有氧化鈣(calcium oxide,CaO)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、氧化錳(manganese oxide,MnO)、氧化鎂(magnesium oxide,MgO)、二氧化鈦(titanium oxide,TiO2)及氧化鐵(iron oxide,FeO)。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中飛灰包含有氧化鋁(aluminium oxide,Al2O3)、氧化鈣(calcium oxide,CaO)、三氧化二鐵(ferric oxide,Fe2O3)、氧化鉀(potassium oxide,K2O)、氧化鎂(magnesium oxide,MgO)、氧化鈉(sodium oxide Na2O)、二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)及三氧化硫(sulfur trioxide,SO3)。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中玻璃砂包含有二氧化矽(silicon dioxide,SiO2)、碳酸鈉(sodium carbonate,Na2CO3)及碳酸鉀(potassium carbonate,K2CO3)。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中大理石砂包含有碳酸鈣(calcium carbonate,CaCO3)及碳酸鎂(magnesium carbonate,MgCO3)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其中礦粉封孔劑包含碳酸鹽(carbonate)、氧化鐵(iron oxide)以及氧化鈣(calcium oxide)；以及乙醇矽烷偶聯劑係包含烷氧基矽烷類化合物粉末(alkyloxysilane powder)。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之水泥砂漿，其更包括甲基纖維素(methyl cellulose)、ZY膨脹劑(ZY type expansive agent)、色粉(pigment)、輸氣劑(air entraining agent)或其等的混合物。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之水泥砂漿，其中甲基纖維素包含有鹼纖維素(alkali cellulose)、氯甲烷(chloromethane)及硫酸二甲酯(dimethyl sulfate)。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之水泥砂漿，其中ZY膨脹劑包含有鈣釩石(ettringite)、鋁矽酸鹽(aluminosilicate)及硫酸鈣(calcium sulfate,CaSO4)。
  11. 如申請專利範圍第8項所述之水泥砂漿，其中色粉含有氧化鐵(iron oxide)、二氧化錳(manganese dioxide,MnO2)及三氧化鉻(Chromium trioxide,CrO3)。
  12. 如申請專利範圍第8項所述之水泥砂漿，其中輸氣劑包含有油酸鈉(sodium oleate)、松香皂熱塑料樹脂rosin thermoplastic resin)、十二烷基硫酸納(sodium laureth sulfate)及酚乙氧基化物(phenol ethoxylate)。
  13. 如申請專利範圍第1至12項任一項所述之水泥砂漿，其中波特蘭水泥係呈粉末狀，粒徑介於0.1 μm至1 μm之間，且用量範圍介於250 kg至360 kg，以及；高爐石粉係呈粉末狀，粒徑介於0.80 mm至2.00 mm之間，且用量範圍介於250 kg至300 kg，以及；飛灰係呈顆粒狀，粒徑介於0.4 μm至100 μm之間，且用量範圍介於280 kg至360 kg，以及；玻璃砂係呈顆粒狀，細度模數(fineness modulus)為3.1至3.5，粒徑介於2 mm至10 mm之間，且用量範圍介於270 kg至330 kg，以及；大理石砂，其用量範圍介於220 kg至300 kg，以及；甲基纖維素，其用量範圍介於10 kg至25 kg，以及；ZY膨脹劑，其用量範圍介於3 kg至10 kg，以及；色粉，其用量範圍介於3 kg至10 kg，以及；輸氣劑，其用量範圍係介於10 kg至20 kg，以及；防水粉劑，其用量範圍係介於5 kg至10 kg。
  14. 如申請專利範圍第1至12項任一項所述之水泥砂漿，其中以水泥砂漿之重量為基礎，礦粉封孔劑的用量範圍係介於80%至85%；以及乙醇矽烷偶聯劑的用量範圍係介於15%至20%。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之水泥砂漿，其中以水泥砂漿之重量為基礎，礦粉封孔劑的用量範圍係介於80%至85%；以及乙醇矽烷偶聯劑的用量範圍係介於15%至20%。
  16. 一種如申請專利範圍第1至15項任一項所述之水泥砂漿用於建材填縫料之用途，其中水泥砂漿係與水泥混合形成一混合物，該混合物係用於填補於建材之縫隙。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之水泥砂漿用於建材填縫料之用途，其中水泥砂漿之濕比重係介於1.6至1.9；乾比重係介於1.2至1.4；水固比係介於0.25至0.35；單位重係介於1600 kgw/m3至2000 kgw/m3。
  18. 一種如申請專利範圍第1至15項任一項所述之水泥砂漿用於建材黏著料之用途，其中水泥砂漿係與水泥混合形成一混合物，該混合物係用於黏著建材與建材之間。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之水泥砂漿用於建材黏著料之用途，其中水泥砂漿之濕比重係介於1.6至1.9；乾比重係介於1.2至1.4；水固比係介於0.25至0.35；單位重係介於1600 kgw/m3至2000 kgw/m3。
  20. 一種如申請專利範圍第1至15項任一項所述之水泥砂漿用於彩色水泥鏝料之用途，其中水泥砂漿係與彩色水泥鏝料混合形成一混合物，該混合物係用於塗佈於欲塗佈之建材之表面。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之水泥砂漿用於彩色水泥鏝料之用途，其中水泥砂漿之濕比重係介於1.6至1.9；乾比重係介於1.2至1.4；水固比係介於0.25至0.35；單位重係介於1600 kgw/m3至2000 kgw/m3。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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TWI588252B (zh) * 2016-01-15 2017-06-21 明新科技大學 地中傾斜管兼做水位觀測井填縫材料

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