JP2001058863A - セメント添加剤及びセメント混練物 - Google Patents

セメント添加剤及びセメント混練物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカ
ルボン酸系高分子と平均粒径10μｍ以下の微細シリカを
併用したセメント混練物の混練初期において、混練負荷
を低減する。 【解決手段】 カルシウムイオンを水中に放出する物
質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン
酸系高分子及び微細シリカからなるセメント添加剤。セ
メント、カルシウムイオンを水中に放出する物質、側鎖
にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高分
子及び微細シリカを含むセメント混練物。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、混練初期の混練負
荷を低減でき、かつ超高強度のコンクリートやモルタル
を得ることができるセメント添加剤及びセメント混練物
に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、圧縮強度が80MPa以上の高強度・
超高強度コンクリートにおいては、高性能ＡＥ減水剤を
使用して水結合材比を低減するとともに、平均粒径10μ
ｍ以下の微細シリカ（例えば、シリカフューム）を混和
材として用いて流動性を向上しつつ、高強度化を図るこ
とが行われている。
【０００３】高性能ＡＥ減水剤は、ナフタレン系、メラ
ミン系、ポリカルボン酸系及びアミノスルホン酸系高分
子を主成分とするものが知られている。その中でも、側
鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高
分子を主成分とする高性能ＡＥ減水剤は、減水性能の高
さと、スランプ保持性に優れていることから、近年急速
に普及してきている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、側鎖に
ポリオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高分子
を主成分とする高性能ＡＥ減水剤と、平均粒径10μｍ以
下の微細シリカ（例えば、シリカフューム）を併用して
セメント混練物を混練した場合、混練初期において、混
練負荷が大きくなる、という問題があった。
【０００５】本発明は、側鎖にポリオキシアルキレンを
有するポリカルボン酸系高分子と微細シリカを併用した
セメント混練物において、前記課題を解決したものであ
り、混練初期の混練負荷を低減でき、かつ超高強度のコ
ンクリートやモルタルを得ることができるセメント添加
剤及びセメント混練物を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は以下の構
成によって前記課題を解決したセメント添加剤及びセメ
ント混練物に関するものである。 (1)カルシウムイオンを水中に放出する物質、側鎖にポ
リオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高分子及
び微細シリカからなることを特徴とするセメント添加
剤。 (2)セメント、カルシウムイオンを水中に放出する物
質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン
酸系高分子及び微細シリカを含むことを特徴とするセメ
ント混練物。
【０００７】
【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。材料について説明する。本発明のセメント添加剤
は、カルシウムイオンを水中に放出する物質、側鎖にポ
リオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高分子及
び微細シリカからなるものである。カルシウムイオンを
水中に放出する物質としては、亜硝酸カルシウム、硝酸
カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウムなどが
挙げられ、これらの中でも、亜硝酸カルシウム、硝酸カ
ルシウムが好ましいものである。これらカルシウムイオ
ンを水中に放出する物質の添加量は、結合材（セメント
＋微細シリカ）に対して外割りで0.1〜1.5重量％が好ま
しい。添加量が少ないと所定の効果が得られず、混練初
期の混練負荷を低減できないので好ましくない。一方、
添加量が多すぎるとセメント混練物の流動性が低下する
傾向にあり好ましくない。
【０００８】側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリ
カルボン酸系高分子において、ポリオキシアルキレンと
しては、ポリオキシエチレンやポリオキシプロピレン、
又はオキシエチレンとオキシプロピレンのランダム重合
体などが挙げられる。これら、側鎖にポリオキシアルキ
レンを有するポリカルボン酸系高分子は、例えば、下記
化１、化２で表される構造を有するものである（ここで
は、ポリオキシエチレンを有するポリカルボン酸系高分
子を例示する）。
【０００９】
【化１】 （a、m、nは整数）
【００１０】
【化２】 （a、l、m、nは整数）
【００１１】本発明において、ポリカルボン酸系高分子
の添加量は、結合材（セメント＋微細シリカ）に対して
0.3〜4.0重量％が好ましく、0.5〜3.0重量％がより好ま
しい。添加量が少ないと混練負荷が大きくなるととも
に、混練物の流動性が低下する傾向にあり好ましくな
い。一方、添加量が4.0重量％を超えてもその効果は事
質上、頭打ちとなりコストも高くなるので好ましくな
い。なお、本発明においては、側鎖にポリオキシアルキ
レンを有するポリカルボン酸系高分子を主成分とする市
販の高性能ＡＥ減水剤を使用するのが好ましい。
【００１２】微細シリカは、シリカ（SiO2）を主体とす
る平均粒径が10μｍ以下、好ましくは５μｍ以下、より
好ましくは１μｍ以下の粉末である。微細シリカとして
は、セメント混練物の流動性や硬化後の強度発現性等か
ら、シリカフュームが好ましい。微細シリカの量は、セ
メント混練物の流動性や硬化後の強度発現性等から、結
合材（セメント＋微細シリカ）中３〜30重量％が好まし
い。
【００１３】本発明のセメント添加剤は、(1)カルシウ
ムイオンを水中に放出する物質、側鎖にポリオキシアル
キレンを有するポリカルボン酸系高分子、微細シリカを
それぞれ別個に、セメント混練物の混練時に他の材料と
ともにミキサーに添加しても良いし、(2)カルシウムイ
オンを水中に放出する物質と微細シリカを予め混合して
おき、該混合物と、側鎖にポリオキシアルキレンを有す
るポリカルボン酸系高分子を、セメント混練物の混練時
に他の材料とともにミキサーに添加しても良いし、(3)
カルシウムイオンを水中に放出する物質と微細シリカを
予めセメントに混合しておき、該セメントと、側鎖にポ
リオキシアルキレンを有するポリカルボン酸系高分子
を、セメント混練物の混練時に他の材料とともにミキサ
ーに添加しても良いし、(4)カルシウムイオンを水中に
放出する物質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポ
リカルボン酸系高分子、微細シリカを予め混合しておい
てスラリー状にして、セメント混練物の混練時に他の材
料とともにミキサーに添加しても良い。
【００１４】本発明において、セメントとしては、普通
・早強・中庸熱・低熱ポルトランドセメント等の各種ポ
ルトランドセメントや、高炉・フライアッシュセメント
等の各種混合セメントが挙げられる。
【００１５】セメント混練物の混練方法は、特に限定す
るものではなく、慣用の装置・方法で行えば良い。養生
方法も、特に限定するものではない。
【００１６】本発明におけるセメント混練物の水結合材
比（W/(C+P)）、即ち、（セメント(C)＋微細シリカ
(P)）に対する水量(W)は、30重量％以下が好ましく、コ
ンクリートやモルタルの流動性や作業性、強度発現性の
点から13〜25重量％がより好ましいものである。水結合
材比が30重量％を超えるとカルシウムイオンを水中に放
出する物質を添加する必要が乏しい。また、超高強度の
コンクリートやモルタルが得られ難くなる。水結合材比
が13重量％未満では、コンクリートやモルタルの流動性
や作業性が極端に低下する傾向にある。なお、本発明に
おいては、目的を阻害しない範囲において、細骨材や繊
維等をセメント混練物に添加することは、差し支えな
い。
【００１７】
【試験例】以下、試験例により本発明を説明する。 １．使用材料 以下に示す材料を使用した。 １）セメント；中庸熱ポルトランドセメント（太平洋セメント（株）製） ２）微細シリカ；シリカフューム（ＢＥＴ比表面積20m2/g） ３）高性能ＡＥ減水剤；側鎖にポリオキシエチレンを有するポリカルボン酸系高 分子を主成分とする高性能ＡＥ減水剤（固形分20重量％） ４）細骨材；飯豊産４号砕砂 ５）カルシウムイオン放出物質；Ａ：亜硝酸カルシウム（市販試薬） Ｂ：硝酸カルシウム（市販試薬） Ｃ：水酸化カルシウム（市販試薬） Ｄ：酸化カルシウム（市販試薬） ６）水；水道水を使用した。
【００１８】２．モルタルの配合及び混練 水／（セメント＋微細シリカ）比20重量％、 細骨材／（セメント＋微細シリカ）比100重量％、 微細シリカ／（セメント＋微細シリカ）比20重量％、 高性能ＡＥ減水剤／（セメント＋微細シリカ）比3.0重
量％とした。 混練は、セメント、シリカフューム、高性能ＡＥ減水
剤、細骨材、水及び表１に示す種類と量のカルシウムイ
オン放出物質をモルタルミキサー（丸東製作所製；0.00
5m3）に一括投入し、５分間混練した。
【００１９】
【表１】
【００２０】３．評価 １）混練負荷 モルタルミキサーの消費電力を電力計で測定し、最大電
力を求めた。 ２）流動性 JISフローコーン（JIS R 5201）にモルタルを詰め、コ
ーンを引き上げたとき（テーブルの落下は行わない）の
最終の最大径とその直角方向の径を測定し、その平均値
（mm）を求めた。測定は、混練終了直後に行った。 ３）圧縮強度 混練御のモルタルを型枠（φ50×100mm）に流し込み、
テーブルバイブレータ上で締め固めた。24時間後に脱型
し、80℃、湿度95％で48時間蒸気養生を行った。養生
後、（JIS A 1108）に準じて、圧縮強度を測定した。そ
れらの結果を表１に併記した。
【００２１】以上の試験以外に、水／（セメント＋微細
シリカ）比が30重量％を超える場合の試験も行ったが、
混練初期の負荷はそれ程大きくなく、カルシウムイオン
放出物質を加える必要はなかった。また、シリカフュー
ムの添加量が３重量％未満の試験を行ったが、十分な流
動性が得られなかった。
【００２２】
【発明の効果】以上述べたように、本発明のセメント添
加剤及びセメント混練物は、カルシウムイオン放出物
質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン
酸系高分子及び平均粒径10μｍ以下の微細シリカを含有
するので、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカ
ルボン酸系高分子と平均粒径10μｍ以下の微細シリカを
併用したセメント混練物の混練初期において、混練負荷
を低減することができる。また、モルタルないしコンク
リートの強度も高く維持できる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｃ０４Ｂ 103:30 111:20

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 カルシウムイオンを水中に放出する物
    質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリカルボン
    酸系高分子及び微細シリカからなることを特徴とするセ
    メント添加剤。
  2. 【請求項２】 微細シリカが、シリカフュームである請
    求項１記載のセメント添加剤。
  3. 【請求項３】 セメント、カルシウムイオンを水中に放
    出する物質、側鎖にポリオキシアルキレンを有するポリ
    カルボン酸系高分子及び微細シリカを含むことを特徴と
    する、セメント混練物。
  4. 【請求項４】 水／結合材（セメント＋微細シリカ）比
    が、30重量％以下である請求項３記載のセメント混練
    物。
  5. 【請求項５】 微細シリカが、シリカフュームである請
    求項３又は４記載のセメント混練物。
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