JP5818254B2 - 高炉スラグコンクリート用混和剤及び高炉スラグコンクリートの調製方法 - Google Patents
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Description
本発明は高炉スラグコンクリート用混和剤及び高炉スラグコンクリートの調製方法に関する。近年、副産物の有効利用、省資源、省エネルギー、地球温暖化炭酸ガスの削減等の観点から、製鉄所から副産する高炉水砕スラグの微粉末と普通ポルトランドセメントとを混合した高炉セメントの重要性が、コンクリートの製造において益々高まっている。しかしながら、一般に高炉セメントを用いて製造する高炉スラグコンクリートは、ポルトランドセメントを用いて製造するコンクリートに比べて、１）水／セメント比の大きな低乃至中強度の高炉スラグコンクリートを調製する場合、練り混ぜ後の流動保持性の低下（以下、スランプロスという）が著しく、しかもブリーディング水が多い、２）逆に水／セメント比の小さな高強度の高炉スラグコンクリートを調製する場合、高炉スラグコンクリートの粘性が大きくて作業性が悪い、等の問題を抱えている。本発明はかかる問題を同時に解決することができる高炉スラグコンクリート用混和剤及びこれを用いた高炉スラグコンクリートの調製方法に関する。
従来、調製したコンクリートのスランプ保持性の向上、ブリーディング水の発生の抑制、コンクリートの粘性低下等、コンクリートの諸物性を改善するために、各種のセメント分散剤や混和剤が提案されている（例えば特許文献１〜６参照）。しかし、従来の提案では、広範囲の水／セメント比のコンクリートの諸性質を同時に且つ充分に改善することができず、とりわけ広範囲の水／セメント比の高炉スラグコンクリートに対して改善程度が不充分という問題がある。
本発明が解決しようとする課題は、水／セメント比の大きな低乃至中強度の高炉スラグコンクリートにおいては、スランプロスが少なく、しかもブリーディング水の発生も少なく、また水／セメント比の小さな高強度の高炉スラグコンクリートにおいては、高炉スラグコンクリートの粘性を小さく抑えて高流動性のものを得ることができる高炉スラグコンクリート用混和剤及びこれを用いた高炉スラグコンクリートの調製方法を提供する処にある。
しかして本発明者らは、前記の課題を解決するべく研究した結果、比較的広範囲の高炉セメントの単位量及び水／セメント比とした高炉スラグコンクリート用の混和剤として、特定の水溶性ビニル共重合体と特定のポリアルキレンオキサイド付加物とを特定割合で含有するものが正しく好適であることを見出した。
すなわち本発明は、高炉セメントの単位量が３００〜８００ｋｇ／ｍ３であり、且つ水／セメント比が３０〜５５％である高炉スラグコンクリート用の混和剤であって、下記のＡ成分とＢ成分とから成り、且つＡ成分を６０〜８５質量％及びＢ成分を１５〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成ることを特徴とする高炉スラグコンクリート用混和剤に係る。
Ａ成分：分子中に下記の構成単位Ｃを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｄを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｅを０〜５モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量５０００〜１０００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｃ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる１つ又は２つ以上
構成単位Ｄ：分子中に７〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｅ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル（メタ）アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
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構成単位Ｅ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル（メタ）アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Ｂ成分：下記の化１で示される質量平均分子量が３０００〜１５０００のポリアルキレンオキサイド付加物。
化１において、
Ｒ１：炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基
Ａ１：分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝３０／７０〜７０／３０（モル％）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
Ｒ１：炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基
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また本発明は、前記の本発明に係る高炉スラグコンクリート用混和剤を、高炉セメント１００質量部当たり０．１〜２質量部の割合となるよう用いることを特徴とする高炉スラグコンクリートの調製方法に係る。
先ず、本発明に係る高炉スラグコンクリート用混和剤（以下、本発明の混和剤という）について説明する。本発明の混和剤は、Ａ成分とＢ成分とから成るものである。
Ａ成分は、分子中に構成単位Ｃを４５〜８５モル％、構成単位Ｄを１５〜５５モル％及び構成単位Ｅを０〜５モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量５０００〜１０００００の水溶性ビニル共重合体であり、好ましくは構成単位Ｃを５０〜８０モル％、構成単位Ｄを２０〜５０モル％及び構成単位Ｅを０〜３モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量１００００〜８００００の水溶性ビニル共重合体である。本発明において、Ａ成分の水溶性ビニル共重合体の質量平均分子量はＧＰＣ法（ゲル浸透クロマトグラフ法、以下同じ）で測定したプルラン換算の質量平均分子量である。
構成単位Ｃはメタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。具体的には、１）メタクリル酸から形成された構成単位、２）メタクリル酸塩から形成された構成単位、３）メタクリル酸から形成された構成単位とメタクリル酸塩から形成された構成単位の双方が挙げられる。ここで、メタクリル酸塩から形成された構成単位としては、イ）メタクリル酸のリチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属塩から形成された構成単位、ロ）メタクリル酸のジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の有機アミン塩から形成された構成単位が挙げられるが、なかでもメタクリル酸のアルカリ金属塩から形成された構成単位が好ましく、メタクリル酸のナトリウム塩から形成された構成単位がより好ましい。
構成単位Ｄは分子中に７〜１５０個のオキシエチレン単位、好ましくは１５〜１００個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位である。
構成単位Ｅは（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル（メタ）アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上である。（メタ）アリルスルホン酸塩の塩の種類については構成単位Ｃのメタクリル酸塩について前記したことと同様であるが、なかでもメタリルスルホン酸ナトリウム塩が好ましい。
以上説明したＡ成分の水溶性ビニル共重合体自体は公知の方法で合成できる。これには例えば、特開昭５８−７４５５２号公報や特開平１−２２６７５７号公報等に記載されている方法が挙げられる。
Ｂ成分は、化１で示されるポリアルキレンオキサイド付加物である。化１中のＲ１は、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、またこれらの異性体等、炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基であるが、なかでも炭素数４のブチル基が好ましい。
また化１中のＡ１は、分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝３０／７０〜７０／３０（モル％）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である。
Ｂ成分の化１で示されるポリアルキレンオキサイド付加物それ自体は炭素数３〜６の低級脂肪族アルコールにエチレンオキサイド及びプロピレンオキサイドを前記の比率で付加させる公知の方法で合成できる。その場合、オキシエチレン基とオキシプロピレン基の結合様式はブロック状であってもランダム状であってもかまわないが、ランダム状が好ましい。またＢ成分の化１で示されるポリアルキレンオキサイド付加物の質量平均分子量はＧＰＣ法で測定したポリスチレン換算で３０００〜１５０００の範囲とする。本発明において、Ｂ成分のポリアルキレンオキサイド付加物の質量平均分子量はＧＰＣ法で測定したポリスチレン換算の質量平均分子量である。以上説明したＢ成分は、高炉セメントの粒子表面に濡れ性と潤滑性を付与し、主に高炉セメント粒子の分散剤として作用するＡ成分と併用したときに相乗効果として練り混ぜ性を大きく助長し、更には凝結遅延性を小さくする効果も加わって、材齢７日までの初期強度の発現性に優れるという特長を有する。
以上説明した本発明の混和剤は、前記したＡ成分とＢ成分とから成り、Ａ成分を６０〜８５質量％及びＢ成分を１５〜４０質量％（合計１００％）の割合で含有して成るものである。Ａ成分及びＢ成分がかかる割合から外れると、水／セメント比の大きな高炉スラグコンクリートの場合にスランプロスが大きく、またブリーディング水の発生も多くなり、逆に水／セメント比の小さな高炉スラグコンクリートの場合に高炉スラグコンクリートの粘性が高くなって、どちらの場合も作業性の優れた高流動性の高炉スラグコンクリートを調製することが難しくなる。
本発明の混和剤は、セメントとして普通ポルトランドセメントと高炉スラグ微粉末とを混合した高炉セメントを用いた高炉スラグコンクリートの調製に用いる。かかる高炉セメントとしては、高炉セメントＡ種、高炉セメントＢ種、高炉セメントＣ種、更には高炉スラグ微粉末をより高い比率で含有する特殊高炉セメントが挙げられるが、なかでも高炉セメントＢ種又は高炉セメントＣ種を用いるのが好ましい。
かかる高炉セメントを使用する場合には、高炉スラグコンクリート中の高炉セメントの単位量が３００〜８００ｋｇ／ｍ３となり、また水／セメント比が３０〜５５％となるように使用する。
次に、本発明に係る高炉スラグコンクリートの調製方法（以下、本発明の調製方法という）について説明する。本発明の調製方法は、前記した本発明の混和剤を、高炉セメント１００質量部当たり０．１〜２質量部、好ましくは０．２〜０．８質量部の割合となるよう用いることを特徴とするものである。
本発明の混和剤の使用方法としては、高炉スラグコンクリートの調製時に混ぜ水と一緒に添加する方法、練り混ぜ後の高炉スラグコンクリートに後から添加する方法等が挙げられる。
本発明の混和剤の使用に際しては、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて空気連行剤、消泡剤、凝結促進剤、凝結遅延剤、防錆剤、防水剤等の添加剤を併用することができる。かかる添加剤の使用方法としては、高炉スラグコンクリートの調製時に練り混ぜ水と一緒に添加する方法、練り混ぜ後の高炉スラグコンクリートに後添加する方法等が挙げられる。
本発明によると、水／セメント比の大きな高炉スラグコンクリートでは、スランプロスを抑えると同時にブリーディング水の発生をも抑えて、作業性に優れた均質なコンクリートを製造することができ、その一方で、水／セメント比の小さな高炉スラグコンクリートでは、高炉スラグコンクリートの粘性を低く抑えて、作業性の優れた高流動性のコンクリートを調製することができる。本発明によると、水／セメント比の広い範囲で、流動性及び作業性の優れた高品質の高炉スラグコンクリートを調製できるのである。
以下、本発明の構成及び効果をより具体的にするため、実施例等を挙げるが、本発明が該実施例に限定されるというものではない。なお、以下の実施例等において、別に記載しない限り、％は質量％を、また部は質量部を意味する。
試験区分１（Ａ成分等としての水溶性ビニル共重合体の合成）
・水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ（０．７モル）、メトキシポリ（オキシエチレン単位が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ（０．２７モル）、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ（０．０３モル）、３−メルカプトプロピオン酸３ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２３ｇを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量３５５００の水溶性ビニル共重合体であった。
・水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の合成
メタクリル酸６０ｇ（０．７モル）、メトキシポリ（オキシエチレン単位が２３個、以下ｎ＝２３とする）エチレングリコールメタクリレート３００ｇ（０．２７モル）、メタリルスルホン酸ナトリウム５ｇ（０．０３モル）、３−メルカプトプロピオン酸３ｇ及び水４９０ｇを反応容器に仕込んだ後、４８％水酸化ナトリウム水溶液５８ｇを加え、攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて６０℃に保ち、過硫酸ナトリウムの２０％水溶液２５ｇを加えてラジカル重合反応を開始し、５時間反応を継続して反応を終了した。その後、４８％水酸化ナトリウム水溶液２３ｇを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体（ａ−１）を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位／メトキシポリ（ｎ＝２３）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位／メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位＝７０／２７／３（モル％）の割合で有する質量平均分子量３５５００の水溶性ビニル共重合体であった。
水溶性ビニル共重合体（ａ−２）、（ａ−３）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−３）の合成
水溶性ビニル共重合体（ａ−１）と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−２）、（ａ−３）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−３）を合成した。以上で合成したＡ成分等としての水溶性ビニル共重合体の内容を表１にまとめて示した。
水溶性ビニル共重合体（ａ−１）と同様にして、水溶性ビニル共重合体（ａ−２）、（ａ−３）及び（ａｒ−１）〜（ａｒ−３）を合成した。以上で合成したＡ成分等としての水溶性ビニル共重合体の内容を表１にまとめて示した。
表１において、
Ａ−１：メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位
Ａ−２：メタクリル酸から形成された構成単位
Ｂ−１：メトキシポリ（２３モル）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
Ｂ−２：メトキシポリ（７０モル）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
Ｃ−１：メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
Ｃ−２：アリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
Ｃ−３：メチルアクリレートから形成された構成単位
Ａ−１：メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位
Ａ−２：メタクリル酸から形成された構成単位
Ｂ−１：メトキシポリ（２３モル）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
Ｂ−２：メトキシポリ（７０モル）エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
Ｃ−１：メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
Ｃ−２：アリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
Ｃ−３：メチルアクリレートから形成された構成単位
試験区分２（Ｂ成分等としてのポリアルキレンオキサイド付加物の合成）
・ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）の合成
ノルマルブチルアルコール１１１ｇ（１．５モル）をオートクレーブに仕込み、触媒として水酸化カリウムを１４．３ｇ加えた後、オートクレーブ内を窒素置換した。攪拌しながら、反応温度を１１０〜１３５℃に保ち、エチレンオキサイド５８０８ｇ（１３２モル）とプロピレンオキサイド７６７０ｇ（１３２モル）との混合液を圧入してランダム付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で２時間熟成して反応を終了し、生成物を得た。この生成物を吸着材で処理した後、濾別精製した。精製物を分析したところ、化１中のＲ１がブチル基であり、Ａ１が分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝５０／５０（モル％）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である質量平均分子量が９０００のポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）であった。
・ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）の合成
ノルマルブチルアルコール１１１ｇ（１．５モル）をオートクレーブに仕込み、触媒として水酸化カリウムを１４．３ｇ加えた後、オートクレーブ内を窒素置換した。攪拌しながら、反応温度を１１０〜１３５℃に保ち、エチレンオキサイド５８０８ｇ（１３２モル）とプロピレンオキサイド７６７０ｇ（１３２モル）との混合液を圧入してランダム付加反応を行なった。圧入終了後、同温度で２時間熟成して反応を終了し、生成物を得た。この生成物を吸着材で処理した後、濾別精製した。精製物を分析したところ、化１中のＲ１がブチル基であり、Ａ１が分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝５０／５０（モル％）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基である質量平均分子量が９０００のポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）であった。
ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−２）〜（ｂ−５）及び（ｂｒ−１）〜（ｂｒ−４）の合成
ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）と同様にして、ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−２）〜（ｂ−６）及び（ｂｒ−１）〜（ｂｒ−４）を合成した。以上で合成したＢ成分等としてのポリアルキレンオキサイド付加物の内容を表２にまとめて示した。
ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）と同様にして、ポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−２）〜（ｂ−６）及び（ｂｒ−１）〜（ｂｒ−４）を合成した。以上で合成したＢ成分等としてのポリアルキレンオキサイド付加物の内容を表２にまとめて示した。
表２において、
Ｒ１，Ａ１：化１中の記号に相当
Ｒ１，Ａ１：化１中の記号に相当
試験区分３（高炉スラグコンクリート用混和剤の調製）
・実施例１｛混和剤（Ｐ−１）の調製｝
Ａ成分として試験区分１で合成した水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液１８８部、Ｂ成分として試験区分２で合成したポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）２５部及び水３７部を混合して、実施例１の混和剤（Ｐ−１）の４０％水溶液２５０部を調製した。
・実施例１｛混和剤（Ｐ−１）の調製｝
Ａ成分として試験区分１で合成した水溶性ビニル共重合体（ａ−１）の４０％水溶液１８８部、Ｂ成分として試験区分２で合成したポリアルキレンオキサイド付加物（ｂ−１）２５部及び水３７部を混合して、実施例１の混和剤（Ｐ−１）の４０％水溶液２５０部を調製した。
・実施例又は参考例２〜１２及び比較例１〜１３｛混和剤（Ｐ−２）〜（Ｐ−１２）及び（Ｒ−１）〜（Ｒ−１３）の調製｝
実施例１の混和剤（Ｐ−１）の調製と同様にして、実施例又は参考例２〜１２の混和剤（Ｐ−２）〜（Ｐ−１２）及び比較例１〜１３の混和剤（Ｒ−１）〜（Ｒ−１３）を調製した。以上で調製した各例の混和剤の内容を表３にまとめて示した。
実施例１の混和剤（Ｐ−１）の調製と同様にして、実施例又は参考例２〜１２の混和剤（Ｐ−２）〜（Ｐ−１２）及び比較例１〜１３の混和剤（Ｒ−１）〜（Ｒ−１３）を調製した。以上で調製した各例の混和剤の内容を表３にまとめて示した。
表３において、
ａ−１〜ａ−３，ａｒ−１〜ａｒ−３：試験区分１で合成した表１に記載の水溶性ビニル重合体
ｂ−１〜ｂ−５，ｂｒ−１〜ｂｒ−４：試験区分２で合成した表２に記載のポリアルキレンオキサイド付加物
ｄ−１：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩
ａ−１〜ａ−３，ａｒ−１〜ａｒ−３：試験区分１で合成した表１に記載の水溶性ビニル重合体
ｂ−１〜ｂ−５，ｂｒ−１〜ｂｒ−４：試験区分２で合成した表２に記載のポリアルキレンオキサイド付加物
ｄ−１：ナフタレンスルホン酸ホルマリン高縮合物塩
試験区分４（高炉スラグコンクリートの調製及び評価）
・水／セメント比の高い高炉スラグコンクリートの調製
実施例又は参考例１３〜２４及び比較例１４〜２６
試験区分３で調製した表３に記載の混和剤を用いて、表４に記載の配合Ｎｏ．１の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに高炉セメントＢ種、細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）、練り混ぜ水（水道水）、混和剤（ｐ−１）及びＡＥ調節剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）の各所定量を順次投入し、均一なスラリーとなるまで練り混ぜた。次に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）を投入して３０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１ｃｍ、目標空気量が４．５±０．５％の実施例１３の高炉スラグコンクリートを調製した。同様の方法により、表５に記載した実施例又は参考例１４〜２４及び比較例１４〜２６の高炉スラグコンクリートを調製した。
・水／セメント比の高い高炉スラグコンクリートの調製
実施例又は参考例１３〜２４及び比較例１４〜２６
試験区分３で調製した表３に記載の混和剤を用いて、表４に記載の配合Ｎｏ．１の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに高炉セメントＢ種、細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）、練り混ぜ水（水道水）、混和剤（ｐ−１）及びＡＥ調節剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）の各所定量を順次投入し、均一なスラリーとなるまで練り混ぜた。次に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）を投入して３０秒間練り混ぜ、目標スランプが１８±１ｃｍ、目標空気量が４．５±０．５％の実施例１３の高炉スラグコンクリートを調製した。同様の方法により、表５に記載した実施例又は参考例１４〜２４及び比較例１４〜２６の高炉スラグコンクリートを調製した。
・水／セメント比の低い高炉スラグコンクリートの調製
実施例又は参考例２５〜４０及び比較例２７〜４６
試験区分３で調製した表３に記載の混和剤を用いて、表４に記載の配合Ｎｏ．２の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに高炉セメントＣ種、細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）、練り混ぜ水（水道水）、混和剤（ｐ−１）及びＡＥ調節剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）の各所定量を順次投入し、均一なスラリーとなるまで練り混ぜた。次に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプフローが５５±５ｃｍ、目標空気量が３．５±０．５％の実施例２５の高炉スラグコンクリートを調製した。同様の方法により、表６に記載した実施例２６〜３６及び比較例２７〜３９の高炉スラグコンクリートを調製した。また同様にして、但し配合Ｎｏ．３の条件で、参考例３７〜４０及び比較例４０〜４６の高炉スラグコンクリートを調製した。
実施例又は参考例２５〜４０及び比較例２７〜４６
試験区分３で調製した表３に記載の混和剤を用いて、表４に記載の配合Ｎｏ．２の条件で、５０リットルのパン型強制練りミキサーに高炉セメントＣ種、細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）、練り混ぜ水（水道水）、混和剤（ｐ−１）及びＡＥ調節剤（竹本油脂社製の商品名ＡＥ３００）の各所定量を順次投入し、均一なスラリーとなるまで練り混ぜた。次に、粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）を投入して６０秒間練り混ぜ、目標スランプフローが５５±５ｃｍ、目標空気量が３．５±０．５％の実施例２５の高炉スラグコンクリートを調製した。同様の方法により、表６に記載した実施例２６〜３６及び比較例２７〜３９の高炉スラグコンクリートを調製した。また同様にして、但し配合Ｎｏ．３の条件で、参考例３７〜４０及び比較例４０〜４６の高炉スラグコンクリートを調製した。
表４において、
＊１：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／ｃｍ３、ブレーン値３８５０ｃｍ２／ｇ）
＊２：高炉セメントＣ種（密度＝３．０１ｇ／ｃｍ３、ブレーン値４１８０ｃｍ２／ｇ）
＊３：細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）
＊４：粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）
＊１：高炉セメントＢ種（密度＝３．０４ｇ／ｃｍ３、ブレーン値３８５０ｃｍ２／ｇ）
＊２：高炉セメントＣ種（密度＝３．０１ｇ／ｃｍ３、ブレーン値４１８０ｃｍ２／ｇ）
＊３：細骨材（大井川水系砂、密度＝２．５８ｇ／ｃｍ３）
＊４：粗骨材（岡崎産砕石、密度＝２．６８ｇ／ｃｍ３）
・高炉スラグコンクリートの物性評価
調製した各例の高炉スラグコンクリートについて、表５又は表６に記載したように、ブリーディング、Ｌフロー初速度、空気量、スランプ、スランプフロー、練り混ぜ直後から６０分間静置後のスランプ及びスランプフロー、更に硬化体の圧縮強度を下記のように求め、結果を表５及び表６にまとめて示した。
調製した各例の高炉スラグコンクリートについて、表５又は表６に記載したように、ブリーディング、Ｌフロー初速度、空気量、スランプ、スランプフロー、練り混ぜ直後から６０分間静置後のスランプ及びスランプフロー、更に硬化体の圧縮強度を下記のように求め、結果を表５及び表６にまとめて示した。
・ブリーディング（％）：水／セメント比の高い高炉スラグコンクリートについてのみ、ＪＩＳ−Ａ１１２３に準拠して測定した。数値が小さいほど、ブリーディングの水の発生が少なく、上表面の沈下が小さくて均質であることを示す。
・Ｌフロー初速度：水／セメント比の低い高炉スラグコンクリートについてのみ、Ｌフロー試験器（日本建築学会の「高流動コンクリートの材料・製造・施工指針（案）・同解説」に記載のもの）を用いて測定した。Ｌフロー初速度は、Ｌフロー試験器の流れ始動面より５ｃｍから１０ｃｍの間の流動速度とした。スランプフローが同一である場合、Ｌフロー初速度の大きいものが粘性が小さくて施工生に優れていることを示す。
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（ｃｍ）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプフロー（ｃｍ）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１５０に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ値／練り混ぜ直後のスランプ値）×１００で求めた。
・スランプフロー残存率（％）：（６０分間静置後のスランプフロー値／練り混ぜ直後のスランプフロー値）×１００で求めた。
・圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢２８日の供試体について測定した。
・Ｌフロー初速度：水／セメント比の低い高炉スラグコンクリートについてのみ、Ｌフロー試験器（日本建築学会の「高流動コンクリートの材料・製造・施工指針（案）・同解説」に記載のもの）を用いて測定した。Ｌフロー初速度は、Ｌフロー試験器の流れ始動面より５ｃｍから１０ｃｍの間の流動速度とした。スランプフローが同一である場合、Ｌフロー初速度の大きいものが粘性が小さくて施工生に優れていることを示す。
・空気量（容量％）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１２８に準拠して測定した。
・スランプ（ｃｍ）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１０１に準拠して測定した。
・スランプフロー（ｃｍ）：練り混ぜ直後及びそれから６０分間静置後の高炉スラグコンクリートについて、ＪＩＳ−Ａ１１５０に準拠して測定した。
・スランプ残存率（％）：（６０分間静置後のスランプ値／練り混ぜ直後のスランプ値）×１００で求めた。
・スランプフロー残存率（％）：（６０分間静置後のスランプフロー値／練り混ぜ直後のスランプフロー値）×１００で求めた。
・圧縮強度（Ｎ／ｍｍ２）：ＪＩＳ−Ａ１１０８に準拠し、材齢２８日の供試体について測定した。
表５及び表６において、
混和剤の種類：表３に示した混和剤
混和剤の使用量：高炉セメント１００質量部に対する混和剤の質量部
圧縮強度：材齢２８日の圧縮強度
＊５：目標のスランプ又はスランプフロー値が得られなかったので測定しなかった。
混和剤の種類：表３に示した混和剤
混和剤の使用量：高炉セメント１００質量部に対する混和剤の質量部
圧縮強度：材齢２８日の圧縮強度
＊５：目標のスランプ又はスランプフロー値が得られなかったので測定しなかった。
表５の結果からも明らかなように、低乃至中強度の高炉スラグコンクリートを対象にした水／セメント比の大きな高炉スラグコンクリートの場合、本発明の混和剤を使用すると、ブリーディングが低く抑えられ、しかもスランプフロー残存率が高い。また表６の結果からも明らかなように、高強度の高炉スラグコンクリートを対象にした水／セメント比の小さな高炉スラグコンクリートの場合、本発明の混和剤を使用すると、Ｌフロー初速度が大きくなり、高炉スラグコンクリートの粘性が小さく抑えられ、しかもスランプフロー残存率が高い。本発明の混和剤によると、広範囲の水／セメント比の高炉スラグコンクリートにおいて、流動保持性を備えた高流動性の高炉スラグコンクリートを調製できるのである。
Claims (5)
- 高炉セメントの単位量が３００〜８００ｋｇ／ｍ３であり、且つ水／セメント比が３０〜５５％である高炉スラグコンクリート用の混和剤であって、下記のＡ成分とＢ成分とから成り、且つＡ成分を６０〜８５質量％及びＢ成分を１５〜４０質量％（合計１００質量％）の割合で含有して成ることを特徴とする高炉スラグコンクリート用混和剤。
Ａ成分：分子中に下記の構成単位Ｃを４５〜８５モル％、下記の構成単位Ｄを１５〜５５モル％及び下記の構成単位Ｅを０〜５モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量５０００〜１０００００の水溶性ビニル共重合体。
構成単位Ｃ：メタクリル酸から形成された構成単位及びメタクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位Ｄ：分子中に７〜１５０個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位Ｅ：（メタ）アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル（メタ）アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
Ｂ成分：下記の化１で示される質量平均分子量が３０００〜１５０００のポリアルキレンオキサイド付加物。
Ｒ１：炭素数３〜６の脂肪族炭化水素基
Ａ１：分子中にオキシエチレン単位とオキシプロピレン単位とで構成され且つオキシエチレン単位／オキシプロピレン単位＝３０／７０〜７０／３０（モル％）の割合で構成されたポリオキシアルキレン基を有するポリアルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基） - Ａ成分が分子中に構成単位Ｃを５０〜８０モル％、構成単位Ｄを２０〜５０モル％及び構成単位Ｅを０〜３モル％（合計１００モル％）の割合で有する質量平均分子量１００００〜８００００の水溶性ビニル共重合体である請求項１記載の高炉スラグコンクリート用混和剤。
- Ａ成分の構成単位Ｄが、分子中に１５〜１００個のオキシエチレン単位から構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成されたものである請求項１又は２記載の高炉スラグコンクリート用混和剤。
- 高炉セメントが高炉セメントＢ種又は高炉セメントＣ種である請求項１〜３のいずれか一つの項記載の高炉スラグコンクリート用混和剤。
- 請求項１〜４のいずれか一つの項記載の高炉スラグコンクリート用混和剤を、高炉セメント１００質量部当たり０．１〜２質量部の割合となるよう用いることを特徴とする高炉スラグコンクリートの調製方法。
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