JPH0812407A

JPH0812407A - 水硬性組成物

Info

Publication number: JPH0812407A
Application number: JP15093394A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Izumi; 達男泉; Takaaki Tadokoro; 敬章田所; Hodaka Yamamuro; 穂高山室; Shin Murahara; 伸村原
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1994-07-01
Filing date: 1994-07-01
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2016-09-10
Also published as: JP3207047B2

Abstract

(57)【要約】【構成】セメントに対する吸着特性が吸着率10％以下
である水溶性高分子、高性能減水剤および水硬性粉体を
含有することを特徴とする水硬性組成物。【効果】高流動性、骨材分離抵抗性、強度の確保が可
能となることから、コンクリートの使用方法、コンクリ
ートの施工方法が飛躍的に改善され、特にコンクリート
製品の製造においては騒音解消、製造合理化への波及効
果が大きい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は高流動性を有した締め固
め不要な水硬性組成物およびその製造方法に関するもの
である。更に詳しくは建築材料および二次製品材料とし
て使用するコンクリート、モルタルおよびペーストの粘
性および流動性を高め、骨材、セメント、水の分離抵抗
性に優れた性状を与えるもので、バイブレーター等の振
動による締め固め不要な水硬性組成物に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来か
らコンクリート組成物の施工方法としては、鉄筋を配筋
した型枠内へコンクリートを投入してバイブレーターの
振動により締め固めを行うのが一般的である。しかし、
近年打設時のバイブレーターによる騒音公害、更にコン
クリート業界の人手不足が問題となっている。

【０００３】これらの問題点に対し、振動締め固めの不
要な自己充填性を持つコンクリートの研究が始まってい
るが、技術的にまだ実用化に至っていないのが現状であ
る。

【０００４】一般にコンクリートの流動性を高めると骨
材分離を生じ、粗骨材が絡み合って充填性が悪くなるば
かりでなく、均一なコンクリートが得られないことから
強度低下をきたす。また、水中コンクリートのように増
粘剤を多量に添加したコンクリート配合では、骨材分離
は抑制されるものの粘性が著しく高くなり (例えば特公
昭62-35984号公報に開示された水中施工用コンクリート
組成物では、コンクリートの練り混ぜ水の粘度が 500〜
5000cps である。) 、充填作業が困難になるばかりでな
く、増粘剤の性質である硬化時間の遅延による初期強度
の発現が遅いことから、建築や土木、特に二次製品への
応用は困難な状況である。

【０００５】近年ハイパーフォーマンスコンクリートの
名称で報告〔コンクリート工学年次論文報告集、63〜68
頁(1989)〕されている締め固め不要のコンクリート組成
物は、高炉スラグやフライアッシュ等の微粉末を多量に
添加して、更に増粘剤を加えたもので、前記の水中コン
クリートと比較して硬化時間が改善されているが、粉末
量が多いことから水量を多く必要とし、また、水／セメ
ント比が 100％の原料であるため、早期脱型を必要とす
る二次製品への使用は困難な状況である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは高流動性で
分離抵抗が大きく、自己充填性があり、且つ硬化遅延に
よる強度への影響が少ない自己充填用コンクリート組成
物を得るために鋭意検討の結果、本発明を完成するに至
ったものである。

【０００７】即ち、本発明は、セメントに対する吸着特
性が吸着率10％以下である水溶性高分子、高性能減水剤
および水硬性粉体を含有することを特徴とする水硬性組
成物に関する。

【０００８】本発明の水硬性組成物を締め固め不要のコ
ンクリートとして用いる場合、JISA 1101に規定するス
ランプ試験において、スランプフロー値が50cm以上を必
要とする。十分な充填性を確保するためにはスランプフ
ロー値50〜70cmが好ましい。スランプフロー値が50cm未
満では十分な充填性を確保できない。スランプフロー値
が70cmを超えるとセメントペーストと砂利との分離を引
き起こし、鉄筋間で砂利による閉塞が生じてしまい、そ
の結果十分な充填性が得られない。

【０００９】本発明における水硬性粉体としては、セメ
ント、または粉末度3,000cm²/g以上の微粉体とセメント
の混合物が良い。粉末度3,000cm²/g以上の微粉末として
は、高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム、石
粉等の群から選ばれる１種または２種以上の微粉末が使
用されるが、コスト面および供給面を考慮すると、高炉
スラグ、フライアッシュおよび石粉が望ましい。微粉末
の粉末度は分離抵抗性の点から比表面積が高いほど良
く、例えば、高炉スラグの場合 5,000〜10,000cm²/g が
好ましい。粉末度がこの範囲以下であっても配合量を多
くすることで所定の分離抵抗性を得られる。

【００１０】本発明の水硬性組成物に用いられる水溶性
高分子は、セメントに対する吸着特性が吸着率10％以下
のものが適しており、更にコンクリートの流動性への影
響を考慮すると吸着率５％以下のものが良い。吸着率が
10％を超えるとコンクリートの流動性が著しく低下して
しまうため好ましくない。

【００１１】本発明において吸着率10％以下の水溶性高
分子の代表的な例としては、ポリアルキレンオキサイド
を骨格にした誘導体が適している。ポリアルキレンオキ
サイドを骨格にした誘導体としては、ポリアルキレング
リコール、ポリアルキレングリコールモノアルキルエー
テル、ポリアルキレングリコールジアルキルエーテルな
どが挙げられる。

【００１２】水溶性高分子の添加量は、水溶性高分子の
種類によって最適量が異なるが、水硬性組成物を製造す
る際に必要な水量に対して 0.1〜5.0 重量％が適当であ
る。

【００１３】本発明の水硬性組成物において高流動性
(スランプフロー値：50cm以上) を得るために、高性能
減水剤をセメントに対して有効分で 0.3〜3.0 重量％添
加するのが好ましい。使用可能な高性能減水剤として
は、ナフタレン、メラミン、フェノール、尿素およびア
ニリンの何れかのメチロール化物およびスルホン化物の
群から選ばれる１種又は２種以上の化合物のホルムアル
デヒド縮合物、例えば、ナフタレンスルホン酸金属塩ホ
ルムアルデヒド縮合物〔例えば、マイテイ 150：花王
（株）製〕、メラミンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒ
ド縮合物〔例えば、マイテイ150-V2：花王（株）製〕、
フェノールスルホン酸ホルムアルデヒド化合物(特許No.
1097647号に記載の化合物等) 、フェノール・スルファ
ニル酸ホルムアルデヒド共縮合物 (特開平1-113419号公
報に記載の化合物等) が挙げられる。さらに高性能減水
剤として、不飽和モノカルボン酸およびその誘導体、不
飽和ジカルボン酸およびその誘導体の群から選ばれる１
種または２種以上の単量体を重合して得られる重合物ま
たは共重合体 (特公平2-7901号、特開平3-75252 号、特
公平2-8983号に記載の化合物等) が挙げられる。本発明
の水硬性組成物は、コンクリート成形体に使用される。
コンクリート成形体は特に限定されるものではなく、通
常バイブレーターによって締め固められている成形体が
対象となる。

【００１４】本発明における高性能減水剤のセメント配
合物への添加方法は、水溶液または粉末のどちらの状態
でも可能であり、その添加時期は、セメントとのドライ
ブレンド、混練水への溶解、またはセメント配合物の混
練開始期、即ちセメントへの注水と同時もしくは注水直
後からセメント配合物の混練終了までの間に添加するこ
とも可能であり、一旦練り上がったセメント配合物への
添加も可能である。また、一時に全量添加する方法ある
いは数回に分割して添加する方法のどちらの方法でも可
能である。

【００１５】公知の分散剤を併用する場合は、リグニン
スルホン酸またはその塩、オキシカルボン酸またはその
塩、ポリカルボン酸またはその塩、およびポリアルキル
無水カルボン酸またはその塩（例えば、特公昭63-5346
号、特開昭62-83344号、特開平1-270550号）などと予め
混合しておいても良く、また、一方をセメントまたはセ
メント配合物に配合した後、あるいは一方をセメントま
たはセメント配合物に配合して練っておいてから他方を
配合しても良い。

【００１６】また、他のセメント添加剤（材）、例え
ば、徐放性分散剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、高性能減水
剤、遅延剤、早強剤、促進剤、起泡剤、発泡剤、消泡
剤、保水剤、増粘剤、セルフレベリング剤、防水剤、防
錆剤、着色剤、防黴剤、ひび割れ低減剤、高分子エマル
ション、その他の界面活性剤、その他の水溶性高分子、
膨張剤（材）、グラスファイバーおよびこれらの複数の
併用も可能である。

【００１７】

【発明の効果】本発明の水硬性組成物によれば、高流動
性、骨材分離抵抗性、強度の確保が可能となることか
ら、コンクリートの使用方法、コンクリートの施工方法
が飛躍的に改善され、特にコンクリート製品の製造にお
いては騒音解消、製造合理化への波及効果が大きい。

【００１８】

【実施例】以下に製造例および実施例を挙げ本発明を説
明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものでは
ない。尚、特にことわりのない限り、以下の実施例にお
ける「％」は「重量％」である。

【００１９】＜材料＞水 (Ｗ) ：水道水セメント（Ｃ）：普通ポルトランドセメント（比重 3.1
7) 細骨材（Ｓ）：紀ノ川産砂（比重 2.57) 粗骨材（Ｇ）：宝塚産砕石（比重 2.62) 微粉末（Ｆ）高炉スラグ：比表面積 8,000cm²／ｇ、比重 2.90 フライアッシュ：比表面積 3,600cm²／ｇ、比重 2.90 石粉：比表面積 3,500cm²／ｇ、比重 2.70 ＜コンクリートの練り混ぜ方法＞セメント分散剤を予め
練り混ぜ水に溶解し、20℃にて 100リットルの傾胴ミキ
サーを用い、50リットルのコンクリートを３分間混練し
た後、スランプフローと骨材分離抵抗性を測定した。上
記の材料を用いて調製したコンクリート組成物の配合組
成、使用した減水剤および水溶性高分子を表１〜３に示
す。

【００２０】

【表１】

【００２１】

【表２】

【００２２】

【表３】

【００２３】製造例１商品名カルコール86〔花王（株）製、ステアリルアルコ
ールとセタノールの混合物〕を窒素雰囲気下、 140℃で
アルカリ触媒を用いてエチレンオキサイドを 200モル付
加させた。

【００２４】製造例２製造例１に準じてノニルフェノールのエチレンオキサイ
ドおよびプロピレンオキサイド (モル比８：２) をラン
ダムに付加させた (エチレンオキサイド付加モル数320
、プロピレンオキサイド付加モル数80) 。

【００２５】製造例３製造例１で製造した水溶性高分子とポリエチレングリコ
ール (分子量１万) を重量比で８：２でブレンドした。

【００２６】製造例４製造例１で製造した水溶性高分子85ｇにビニルシクロヘ
キセンジエポキシド (エポキシ当量76) を 2.4ｇ加え、
140℃で３時間反応した後、酢酸で中和した。得られた
水溶性高分子と製造例１で製造した水溶性高分子を重量
比で５：５にブレンドした。

【００２７】製造例５製造例４で製造した水溶性高分子とポリエチレングリコ
ール (分子量５万) を重量比で９：１にブレンドした。

【００２８】＜水溶性高分子の吸着量の測定方法＞普通
ポルトランドセメントを用い、水／セメント重量比が 1
00％の条件で 0.5重量％水溶性高分子水溶液にセメント
を加え、５分間、手で攪拌したセメントペーストを25分
間静置した後、3,000rpmで15分間遠心分離した。分離し
た上澄液中の水溶性高分子量を有機炭素量分析(TOC) に
よって測定し、添加量との差から求めた数値を水溶性高
分子のセメントに対する吸着量とした。水溶性高分子の
吸着率は、添加した水溶性高分子量とセメントに吸着し
た水溶性高分子量の比率を数値化した。

【００２９】＜評価項目＞１. スランプフロー JIS A 1101によるスランプフロー値(cm) ２. 分離抵抗性目視 (肉眼) による評価を行った。評価基準は下記の通
りである。 ○ 骨材分離および水の分離なし × 骨材分離および水の分離あり３. 自己充填性コンクリート練り後、φ10cmの円柱型枠にコンクリート
を詰め、硬化脱型後、コンクリートの表面の充填状態を
肉眼で観察した。評価基準は下記の通りである。 ○ ３mm以上の空隙の発生なし △ ３mm以上の空隙の発生僅かにあり × ３mm以上の空隙の発生多い４. ポンプ圧送性コンクリート練り後、モルタルを採取し、二重円筒型レ
オメーター(RM260、メトラー社製) を用い、ポンプ圧送
時と同様の高剪断 (剪断速度60〜100s^-1に相当) 下での
モルタル見掛け粘度を測定した。評価基準は下記の通り
である。 ○ 0.5〜10Pas × 10Pas以上以上の測定結果を表４に示す。

【００３０】

【表４】

【００３１】上記の結果から本発明の水硬性組成物はス
ランプフロー値が50cm以上の高流動性を示し、かつ分離
抵抗性が優れているため、自己充填性においては充分満
足のいく結果が得られていることが判る。また、ポンプ
圧送性能においても良好な結果を示しているため、コン
クリート施工の飛躍的な改善が期待できる。一方、比較
品は流動性と分離抵抗性の両性能を満足することができ
ず、自己充填性に欠けると共に、ポンプ圧送性において
もコンクリートの閉塞による作業効率の低下を引き起こ
すことが判る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０４Ｂ 24/30 Ｚ 24/32 Ａ //(Ｃ０４Ｂ 28/04 24:22 Ｃ 24:26）Ｈ 103:32 103:44 111:74

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメントに対する吸着特性が吸着率10％
以下である水溶性高分子、高性能減水剤および水硬性粉
体を含有することを特徴とする水硬性組成物。
【請求項２】高性能減水剤がナフタレン、メラミン、
フェノール、尿素およびアニリンの何れかのメチロール
化物およびスルホン化物の群から選ばれる１種または２
種以上の化合物のホルムアルデヒド縮合物である請求項
１記載の水硬性組成物。
【請求項３】高性能減水剤が不飽和モノカルボン酸お
よびその誘導体、不飽和ジカルボン酸およびその誘導体
の群から選ばれる１種または２種以上の単量体を重合し
て得られる重合物または共重合体である請求項１記載の
水硬性組成物。
【請求項４】 JIS A 1101に規定するスランプ試験にお
いて、スランプフロー値が50〜70cmの範囲である請求項
１〜３の何れか１項に記載の水硬性組成物。