JP2694883B2 - もどりコンクリートの再生 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はもどりコンクリートの
再生、特にもどりコンクリートの再生方法において使用
する遅延剤と促進剤に関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】主要
な建築操作に必要とされるコンクリートが現場で混合さ
れず、コンクリートが混合から約９０分以内に運ぶこと
のできる現場に十分近いところに置かれた中央混合工場
(生コンクリート製造工場)から混合された状態で供給さ
れることが今日では通常のこととなっている。特に１日
の仕事の終わりに、しばしば、混合済みトラックがコン
クリートの未使用部分を積んで現場から帰ってくること
が起こる。このように未使用のまま現場から帰されるコ
ンクリートをもどりコンクリートという。現状において
は、このコンクリートは使うことができず、それが硬化
する前に捨場に単に捨てられるだけである。このような
現状は経済および環境上の両方の理由に対して望ましく
ないものであるが。

【０００３】

【課題を解決するための手段】今や、そのような過剰の
コンクリートが、このコンクリート硬化を１夜間または
週末の間であっても防止するのに十分な遅延剤を添加
し、次いで、次の作業日に遅延されたコンクリートをフ
レッシュコンクリートと混合し、遅延剤の作用を打ち消
す作用のある促進剤を添加することによって、使用可能
にすることができるということが見出されたのである。
実際に、遅延剤を適当に選択することにより、フレッシ
ュコンクリートと混合する工程を省き、凝結が遅延され
たコンクリート全体が再度凝結促進し、それがあたかも
フレッシュコンクリートであるかのように使用可能にす
るということが可能である。

【０００４】従って、本発明は、混合された未使用コン
クリートの再生方法を提供し、この方法は、 １) コンクリートが硬化する前に、さらに９０時間ま
での間水和を遅らせるのに十分な量の遅延剤を添加する
工程、 ２) 所望により、所望の凝結遅延期間の終わりに、遅
延されたコンクリートをフレッシュコンクリートで希釈
する工程、および ３) 遅延されたコンクリートを硬化可能な状態に回復
させるための促進剤を遅延されたコンクリートに添加す
る工程、 を含む。

【０００５】所望ならば、減水性強度増強剤を、希釈さ
れたコンクリートに、促進剤とともに添加してもよい。
本発明の方法に用いられる遅延剤は、適当な量で用いら
れる時に、作用持続性(即ち、６時間以上にわたり水和
を遅延させることのできるもの)でなければならず、促
進剤の添加がそのコンクリートをもとの状態に実質的に
回復させ得るように、可逆的作用を有するものでなけれ
ばならない。好ましい遅延剤は、ホスホン酸誘導体、さ
らに好ましくはカルシウムキレート剤として作用するこ
とのできるヒドロキシおよびアミノ基を含むものであ
る。このタイプの特に好ましい遅延剤は、Ｍonsanto
Ｃo.(セントルイス)によって販売されているＤequest
(商標)シリーズの化合物であり、特に、 Ｄequest２０００:アミノトリ(メチレンホスホン酸) Ｄequest２００６:アミノトリ(メチレンホスホン酸)五
ナトリウム塩 Ｄequest２０１０:１−ヒドロキシエチリデン−１,１−
ジホスホン酸 Ｄequest２０１６:１−ヒドロキシエチリデン−１,１−
ジホスホン酸四ナトリウム塩 Ｄequest２０４１:エチレンジアミンテトラ(メチレンホ
スホン酸) Ｄequest２０４７:エチレンジアミンテトラ(メチレンホ
スホン酸)カルシウムナトリウム塩 Ｄequest２０５１:ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチ
レンホスホン酸) Ｄequest２０５４:ヘキサメチレンジアミンテトラ(メチ
レンホスホン酸)カリウム塩 Ｄequest２０６０:ジエチレントリアミンペンタ(メチレ
ンホスホン酸) Ｄequest２０６６:ジエチレントリアミンペンタ(メチレ
ンホスホン酸)ナトリウム塩 である。

【０００６】他の適当な遅延剤としては、ヒドロキシカ
ルボン酸(クエン酸、グルコン酸、酒石酸、グルコヘプ
タン酸など)およびその塩、ポリカルボン酸(フマール
酸、イタコン酸、マロン酸、ポリマレイン酸、ポリフマ
ル酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸など、好まし
くは低分子量のもの)およびその塩、酸化防止剤(アスコ
ルビン酸、イソアスコルビン酸など)、ポリマー(スルホ
ン酸−アクリル酸コポリマー、ポリヒドロキシシラン、
ポリアクリルアミドなど、好ましくは低分子量のも
の)、炭水化物(スクロース、コーンシロップなど)、リ
グノスルホネート(リグノスルホン酸カルシウムなど)な
どがある。これらのうちでは、ヒドロキシカルボン酸、
ポリカルボン酸、イソアスコルビン酸、ポリヒドロキシ
シランなどが好ましい。さらに好ましい遅延剤は、少な
くとも１種のホスホン酸タイプの遅延剤と少なくとも１
種の異なるタイプの遅延剤との混合物である。非ホスホ
ン酸タイプの遅延剤の多くは減水性特性をも有するの
で、これらの最終硬化コンクリートの圧縮強度を増加さ
せるも作用をも有する。特に好ましい遅延剤は、Ｄeque
stシリーズとクエン酸との混合物、特にＤequest２００
０とクエン酸との混合物である。Ｄequestとクエン酸の
好ましい比は１：１〜２：１である。

【０００７】本発明の方法の工程３)において添加する
のに好ましい促進剤は、ＡＳＴＭＣ４９４においてタイ
プＣの混合物として分類されているようなものである。
好ましい促進剤組成物は、塩素を含まず、例えばカルシ
ウム塩、例えば硝酸カルシウムおよび蟻酸カルシウム、
チオシアネート、トリエタノールアミンおよびグリコー
ルウリル、例えばトリメチロールグリコールウリル、例
えばトリメチロールグリコールウリルを含む。特に好ま
しいこのタイプの促進剤は、Ｍaster Ｂuilders Ｉn
c．(クリーブランド)によりＰozzolith５５５Ａの商標
下に販売されているものである。工程３)において所望
により促進剤とともに添加することのできる。好ましい
減水性強度増強剤は、ＡＳＴＭ Ｃ９４においてタイプ
Ａ混合物として分類されるようなもの、即ち、それ自体
は実質的な遅延もしくは促進作用を持たない減水剤であ
る。特に好ましい材料は、Ｍaster Ｂuilders Ｉnc．
によって商標Ｐozzolith Ｐolyheed下に販売されてい
るものである。また、促進剤としてのタイプＣ混合物と
減水剤としてのタイプＡ混合物との組み合わせを用いる
代わりに、減水性促進剤であるタイプＥ混合物を単独で
添加して用いることも可能である。しかしながら、タイ
プＣおよびタイプＡの組み合わせを用いることが好まし
い。

【０００８】本発明のプロセスにおいて、コンクリート
重量の％として、添加されなければならない遅延剤およ
び促進剤の量は、当業者によって容易に理解されるであ
ろう。異なる因子の多くに従って変わるであろう。これ
らは下記を含む。 １) 用いられる遅延剤および促進剤の組成。 ２) 遅延が望まれる時間の長さ。これは通常１夜間(１
２〜１８時間)または週末の間(３６〜９０時間、好まし
くは６０〜７２時間)であろう。 ３) セメントのＡＳＴＭのタイプ。タイプ１〜４が本
発明のプロセスに用いることができるけれども、タイプ
１および２が好ましい。セメント中のフライアッシュの
置換度が本発明のプロセスの工程３)で添加されるべき
促進剤の量に影響するであろう。一般に、フライアッシ
ュ置換度が増加すれば促進剤がより多く必要となる。 ４) コンクリートの混合と遅延剤の添加との間の時間
の長さとして規定される遅延剤のコンクリートへの添加
時間、遅延剤は使用後直ちにコンクリートの未使用部分
に添加されてもよく、あるいは混合済みトラックがコン
クリート製造工業に帰ってきた時に、またはコンクリー
トが所望のスランプ、空気含量および単位重量を維持し
ている限り、添加されてもよい。好ましくは、遅延剤は
初期混合の１〜４時間後にセメントに添加される。添加
時間がそれより長ければ、より多くの遅延剤が必要とな
るであろう。 ５) もとのコンクリートの硬化時間。コンクリートが
極めて低い硬化速度を有するならば、より大きい硬化時
間のものよりも遅延剤は少量でよく、促進剤はより多量
に必要とされるであろう。 ６) コンクリートの温度。温度が高ければ高い程、硬
化速度が速く、従って必要とされるであろう遅延剤の量
が多くなる。より速く硬化のために、２０℃(７０゜Ｆ)
を超えるコンクリート温度に対しては、遅延剤は初期混
合から３時間内に添加されるのが好ましい。 ７) 処理されるべきコンクリートの容量。所定の初期
温度においてコンクリートの容量が多い程同一の初期温
度においてより容量の小さいコンクリートよりもより速
く硬化するであろう。これは、大きな容量のものは、水
和の熱をそれほど急速に失わず、従ってより大きな温度
上昇を与え、より高い硬化速度を与える。従って、例え
ば、２立方メートルのコンクリートは、１立方メートル
のコンクリートが必要とする量の２倍より多い量の遅延
剤を必要とするであろう。 ８) 最終混合物における再生コンクリート対新たなコ
ンクリートとの割合。古いコンクリートは合計混合物の
５〜１００重量％、好ましくは１０〜５０重量％の範囲
にあってよい。明らかに、再生されたコンクリートの割
合が高ければ高いほど、促進剤の量が多くなる。 ９) もとのセメントおよび新たに添加されたセメント
中の混合物のタイプおよび量。

【０００９】本発明のプロセスを実施するための好まし
い方法においては、混合済みトランクが未使用コンクリ
ート部分を積んで生コンクリート製造工場に戻ってきた
時に、積荷の温度をプローブで測定し、積荷の容量を推
定し、これらのデータおよびコンクリートバッチの既知
の特性を基づいて、次の操業日まで使用可能に積荷を保
持するために必要な遅延剤の量が計算される。有利に
は、これは、適当にプログラムされたマイクロコンピュ
ータによって行われ、所望される遅延剤の量(好ましく
は水溶液として)は積荷中に自動的に計り入れられる。
積荷は短時間混合され、次いで次の操業日までさらに混
合することなく放置される。新たなコンクリートの所望
量が次いで再生コンクリート中に混合され、温度が再び
測定され、所望の促進剤の量(必要ならば減水剤の量)が
計算される。ここでも、添加は自動コンピュータコント
ロール下に行われるのがよい。

【００１０】下記の例は本発明を説明するためのもので
ある。部および％は特記しない限り重量で示す。 例 標準コンクリート組成 成 分 kg／m³コンクリート ＫaiserセメントタイプＩ／ＩＩ ２５０ フライアッシュ(Ｊim Ｂridger、ＣＦ５１７ ７０゜Ｆ) ４６.５ 砂 ８６４ 砂利 １００８ 水 １７５ 遅延剤組成 Ｒ １２．８％のアミノトリ(メチレンホスホン酸)(Ｄeques
t２０００)および８％クエン酸を含む水溶液。 促進剤組成 Ｃ Ｐozzolith５５５Ａ(Ｍaster Ｂuilders)、４８．７％
の活性物質を含む水溶液として供給される硝酸カルシウ
ムを主成分とする塩素を含まない促進剤。 減水剤組成 Ａ Ｐozzolith Ｐolytheed(Ｍaster Ｂuilders)、３９％
の活性物質を含む水溶液として供給される低遅延性リグ
ノスルホネートを主成分とする減水剤。

【００１１】下記の例においては、コンクリートへの添
加物の添加は全て、コンクリート中のセメント質材料
(即ちセメント＋フライアッシュ)の乾燥重量に基づく重
量％として与えられている。％は特記しない限り乾燥活
性材料に対する。 例 １ 上記標準コンクリート組成に従って４つのサンプルを調
製し、その各々を５ガロン(約２０l)の容器中に２時間
放置する。容器の３つに表Iに示すように、５重量％(容
器中の全材料の重量に基づく。)のＤequest２０００の
水溶液を単独でまたはクエン酸とともに添加する。第４
番目のサンプルに対しては参考として、５重量％の水の
みを添加する。コンクリートサンプルを混合し、１夜間
放置する。２４時間後、３種の遅延されたサンプルを、
再生されたコンクリート１部対フレッシュコンクリート
５部の比で、フレッシュコンクリートで希釈し、３.１
％の促進剤組成Ｃおよび０.３％の減水剤組成Ａで再活
性化する。表Iは１４および２８日後に測定された圧縮
強度を示す。 表 I 番号 Ｄequest２０００の％ クエン酸の％ 圧縮強度(kg／cm ² ) １４日後 ２８日後 １ ０.３１８ − ２９０ ３９０ ２ ０.２２７ − ２７７ ３７０ ３ ０.３１８ ０.２００ ３２１ ４３２ ４ − − ２６５ ３２５

【００１２】例 ２ 各サンプルに対して０.３１８％のＤequest材料と０.２
００％のクエン酸(いずれもサンプル中のセメント質材
料の重量に基づく。)を遅延剤として用い、これらを水
溶液として２.５重量％(容器中の全材料の重量に基づ
く。)の割合で添加して、例１を繰り返した。再活性化
を例１におけるように行った。表IIには空気含量％、再
活性化後の初期凝結(始発)に至るまでの硬化速度および
１日および７日後の圧縮強度の結果が示されている。な
お、番号１０の場合は、他のサンプルと同様、標準コン
クリート組成のサンプルを容器中に仕込み、２時間放置
する。２.５重量％の水のみを添加して、放置し、硬化
速度(ただし、水のみ添加後の時間)および１日および７
日後の圧縮強度を測定した。 表 II 番号 Ｄequest材料 空気％ 硬化速度(時間) 圧縮強度(kg／cm²) １日後 ７日後 １ ２０００ ２.０ ４.０ １５３ ４４３ ２ ２００６ １.８ ４.２５ １４７ ４１８ ３ ２０１０ １.９ ３.８７５ １４０ ４０２ ４ ２０１６ １.８ ４.０ １４４ ４１９ ５ ２０４１ １.８ ５.０ １２１ ４２３ ６ ２０５１ ２.０ ３.５ １３８ ４１６ ７ ２０５４ １.９ ３.２５ １４４ ４１６ ８ ２０６０ １.８ ３.８７５ １３５ ４１４ ９ ２０６６ ２.２ ３.７５ １５６ − １０ なし ０.７ ５.５ ８６ ２５６ (参考)

【００１３】例 ３ １晩の遅延および週末(２日間)の遅延のための遅延剤Ｒ
の適切な使用量(セメント質材料１００kg当たりの溶液
の１数)は、コンクリート温度と処理(遅延)されるべき
コンクリート量の関数として表わされ、その実験結果を
表IIIに示す。 表 III コンクリート温度 １晩遅延のための使用量 週末(３晩)遅延 (1/100kg(セメント質材料)) のための使用量 １.５m³ １.５m³を (１／１００kg ゜ Ｆ ℃(約) まで 超える量 (セメント質材料)) ９０−９９ ３０−３５ ３.５ ４.４ ９.０ ８０−８９ ２５−３０ ３.１ ４.０ ８.４ ７０−７９ ２０−２５ ２.５ ３.４ ７.８ ６０−６９ １５−２０ ２.２ ２.８ ７.１ ５０−５９ １０−１５ １.５ １.５ ６.５ ４０−４９ ５−１０ １.２ １.２ ５.９ ３２−３９ ０−５ ０.９ ０.９ ５.３ 遅延されたコンクリートは、当該コンクリート１部に対
して５部のフレッシュコンクリートを混合した後、下記
表IVに示す如き促進剤組成Ｃの所定量(セメント質材料
１００kg当たりの溶液の１数)で再活性化することがで
きる。 表 IV コンクリート温度 １晩遅延に対する使用量 週末(３晩)の遅延に対 (１／１００kg(セメント する使用量(１/１００ ゜ Ｆ ℃(約) 質材料)) kg(セメント質材料)) ８０−８９ ２５−３０ １.９ ５.３ ７０−７９ ２０−２５ ２.５ ６.５ ６０−６９ １５−２０ ３.１ ７.１ ５０−５９ １０−１５ ３.７ ７.５ ４０−４９ ５−１０ ４.４ ７.８ ３２−３９ ０−５ ５.０ ８.１

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デイビット エー．ルプヤン アメリカ合衆国，オハイオ44022，チャ グリン フォールズ，ロングビュー ド レイル10500 (72)発明者 フレドリック ディー．キンネイ アメリカ合衆国，オハイオ44147，ブロ ードビューハイツ，トウィン オークス ドライブ7956 (56)参考文献 特開 昭59−195564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−5222（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−25623（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−40854（ＪＰ，Ａ) 特公 昭51−15856（ＪＰ，Ｂ２) セメント・コンクリート用混和材料・ 笠井芳夫ら編、昭和61年５月15日発行、 技術書院刊、第325〜345頁

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 １．（１）コンクリートが硬化する前に、コンクリート
   打設後であってかつ初期混合から４時間経過するまで
   に、さらに９０時間までの間水和を遅らせるのに十分な
   量の遅延剤を添加する工程と、（２）所望の凝結遅延期
   間の終わりまでに、遅延されたコンクリートを硬化可能
   な状態に回復させるための促進剤を、遅延されたコンク
   リートに添加する工程とを含むことを特徴とする、もど
   りコンクリートの再生方法において使用する、 少なくとも１種のホスホン酸誘導体を含む、 硬化前のもどりコンクリートの硬化遅延用遅延剤。 ２．工程（１）と工程（２）の間において、凝結が遅延
   されたコンクリートがフレッシュコンクリートで希釈さ
   れる工程が存在することを特徴とする、もどりコンクリ
   ートの再生方法において使用する、請求項１記載の遅延
   剤。 ３．ホスホン酸誘導体が、アミノトリ(メチレンホスホ
   ン酸)、アミノトリ(メチレンホスホン酸)五ナトリウム
   塩、１−ヒドロキシエチリデン−１,１−ジホスホン
   酸、１−ヒドロキシエチリデン−１,１−ジホスホン酸
   四ナトリウム塩、エチレンジアミンテトラ(メチレンホ
   スホン酸)、エチレンジアミンテトラ(メチレンホスホン
   酸)カルシウムナトリウム塩、ヘキサメチレンジアミン
   テトラ(メチレンホスホン酸)、ヘキサメチレンジアミン
   テトラ(メチレンホスホン酸)カリウム塩、ジエチレント
   リアミンペンタ(メチレンホスホン酸)およびジエチレン
   トリアミンペンタ(メチレンホスホン酸)ナトリウム塩か
   ら選ばれる少なくとも１種である、 請求項１または２記載の遅延剤。 ４．遅延剤が、更にヒドロキシカルボン酸またはポリカ
   ルボン酸およびそれらの塩、アスコルビン酸およびイソ
   アスコルビン酸、スルホン酸−アクリル酸コポリマー、
   ポリヒドロキシシラン、ポリアクリルアミド、炭水化物
   およびリグノスルホネートから選ばれる少なくとも１種
   の化合物を含む、 請求項１〜３のいずれかに記載の遅延剤。 ５．ヒドロキシカルボン酸、ポリカルボン酸、イソアス
   コルビン酸およびポリヒドロキシシランから選ばれる少
   なくとも１種の化合物を含む、 請求項４記載の遅延剤。 ６．アミノトリ(メチレンホスホン酸)およびクエン酸を
   含む、 請求項１または２記載の遅延剤。 ７．アミノトリ(メチレンホスホン酸)のクエン酸に対す
   る比が１:１〜２:１である、 請求項６記載の遅延剤。 ８．（１）コンクリートが硬化する前に、コンクリート
   打設後であってかつ初期混合から４時間経過するまで
   に、さらに９０時間までの間水和を遅らせるのに十分な
   量の遅延剤を添加する工程と、（２）所望の凝結遅延期
   間の終わりまでに、遅延されたコンクリートを硬化可能
   な状態に回復させるための促進剤を、遅延されたコンク
   リートに添加する工程とを含むことを特徴とする、もど
   りコンクリートの再生方法において使用する、 カルシウム塩、チオシアネート、トリエタノールアミン
   およびグリコールウリルから選ばれる少なくとも１種の
   化合物を含む、 遅延剤の添加により硬化が遅延されたもどりコンクリー
   トの硬化促進用促進剤。 ９．工程（１）と工程（２）の間において、凝結が遅延
   されたコンクリートがフレッシュコンクリートで希釈さ
   れる工程が存在することを特徴とする、もどりコンクリ
   ートの再生方法において使用する、 請求項８記載の促進剤。 １０．硝酸カルシウム、チオシアン酸ナトリウム、トリ
   エタノールアミンおよびトリメチロールグリコールウリ
   ルの混合物からなる、 請求項８または９記載の促進剤。 １１．（１）コンクリートが硬化する前に、コンクリー
   ト打設後であってかつ初期混合から４時間経過するまで
   に、さらに９０時間までの間水和を遅らせるのに十分な
   量の遅延剤を添加する工程と、（２）所望の凝結遅延期
   間の終わりまでに、遅延されたコンクリートを硬化可能
   な状態に回復させるための促進剤を、遅延されたコンク
   リートに添加する工程とを含むことを特徴とする、もど
   りコンクリートの再生方法において使用する、 少なくとも１種のホスホン酸誘導体を含む、硬化前のも
   どりコンクリートの硬化遅延用遅延剤と、 カルシウム塩、チオシアネート、トリエタノールアミン
   およびグリコールウリルから選ばれる少なくとも１種の
   化合物を含む、遅延剤の添加により硬化が遅延されたも
   どりコンクリートの硬化促進用促進剤とを必須成分とす
   る、もどりコンクリート再生剤。 １２．工程（１）と工程（２）の間において、凝結が遅
   延されたコンクリートがフレッシュコンクリートで希釈
   される工程が存在することを特徴とする、もどりコンク
   リートの再生方法において使用する、 請求項１１記載の遅延剤と促進剤とを必須成分とする、
   もどりコンクリート再生剤。