JP2001089261A

JP2001089261A - 高強度軽量水硬性複合物およびこれを用いた軽量コンクリートの製造方法

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Publication number: JP2001089261A
Application number: JP26330399A
Authority: JP
Inventors: Haruo Aoki; 治雄青木
Original assignee: Fujita Corp
Current assignee: Fujita Corp
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2001-04-03

Abstract

(57)【要約】【課題】従来、軽量コンクリートを製造しようとする
と、打設後のスランプ値の低下が激しく、かつ比重の変
化が大きく、そのため軽量コンクリートの長距離の運搬
が困難であった。また、施工に時間がかかる大きい断
面、複雑な形状、密実な配筋への打設は不可能であり、
コールドジョイントが形成されやすかった。また左官作
業を行う場合、適したスランプ値になっても、その直後
急激にスランプ値が低下してしまい、多くの面積の左官
仕上げが困難であった。さらに強度の低下も見られた。【解決手段】早強セメント、水、絶乾状態の軽量骨
材、アクリル樹脂等の有機材料、減水剤等をミキサーで
攪拌し、複合物を得た。そしてこの複合物を、所望の形
状の型枠内に打設し、軽量コンクリートを得た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高強度軽量水硬性
複合物およびこれを用いた軽量コンクリートの製造方法
に関するものである。さらに詳しくは、打設後のスラン
プ値および比重の変化が少なく、長距離の運搬が可能で
あり、施工に時間がかかる大きい断面、複雑な形状、密
実な配筋への打設が可能であり、コールドジョイントも
形成されず、左官作業を行う時間が長く、多くの面積の
左官仕上げが可能となり、硬化後の曲げ強度の低下が防
止され、なおかつコスト的に有利な高強度軽量水硬性複
合物およびこれを用いた軽量コンクリートの製造方法に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平９−１６５２７６号には、一部ま
たは全部が乾燥している軽量骨材と分散性に優れた減水
剤を含む軽量コンクリートが開示されている。しかしな
がら、この技術により軽量コンクリートを製造しようと
すると、打設後のスランプ値の低下が激しく、かつ比重
の変化が大きく、そのため軽量コンクリートの長距離の
運搬が困難であった。したがって、運搬時間の短いＰＣ
製品の施工等しか行えなかった。また、施工に時間がか
かる大きい断面、複雑な形状、密実な配筋への打設は不
可能であり、コールドジョイントが形成されやすい。な
お、打設直後のスランプ値が高くなるように設計すれば
急激なスランプ値の低下は避けられるが、コンクリート
表面に粗骨材が浮き、左官作業ができない、という欠点
がある。したがって、左官作業ができるスランプ値にな
るまで長い間待機しなければならないが、その待機時間
がどのくらいかかるのか、予測は困難であった。また、
左官作業に適したスランプ値になっても、その直後急激
にスランプ値が低下してしまい、左官作業を行う時間が
短く、多くの面積の左官仕上げが困難であった。なお、
硬化したコンクリートに左官仕上げを行うとコンクリー
ト表面にひび割れが発生する。また、上記従来技術で
は、乾燥した軽量骨材が吸水しコンクリートが急激に固
くなるので、適度な固さを得るためにとくに分散性の高
い減水剤を用いるか、あるいは使用する水の量を増やし
ている。このような減水剤としては、例えばポリカルボ
ン酸系の減水剤を用いている。しかしながら、ポリカル
ボン酸系の減水剤は一般的なものに比べ高価であり、さ
らに、軽量骨材に対する分散効果は温度により影響され
るので、使用量の決定には専門的な経験を必要とした。
なお、ポリカルボン酸系の減水剤の分散効果の持続時間
はかなり短い、すなわち製造に適度な固さを保持する時
間がかなり短いために、施工は短い時間内で完了させな
ければならなかった。さらにまた、使用する水の量を増
やすと、軽量コンクリートの曲げ強度は、材齢１０週く
らいまで著しく低下する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、打設後のスランプ値および比重の変化が少なく、
長距離の運搬が可能であり、施工に時間がかかる大きい
断面、複雑な形状、密実な配筋への打設が可能であり、
コールドジョイントも形成されず、左官作業を行う時間
が長く、多くの面積の左官仕上げが可能となり、硬化後
の曲げ強度の低下が防止され、なおかつコスト的に有利
な高強度軽量水硬性複合物およびこれを用いた軽量コン
クリートの製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明者は、鋭意検討を
重ねた結果、従来の軽量骨材を用いた水硬性複合物に有
機材料を配合するという非常に簡単な方法で、上記の従
来の課題が一気に解決できるという、驚くべき事実を見
出し、本発明を完成することができた。

【０００５】すなわち本発明は、セメント、水、一部ま
たは全部が乾燥している軽量骨材、有機材料、および必
要に応じて各種添加材（剤）を配合してなることを特徴
とする高強度軽量水硬性複合物を提供するものである。
また本発明は、セメントの重量に対して０．０２重量％
以上の減水剤をさらに配合してなる前記の高強度軽量水
硬性複合物を提供するものである。また本発明は、有機
材料が、水溶性である前記の高強度軽量水硬性複合物を
提供するものである。また本発明は、軽量骨材が、絶乾
状態ないし該軽量骨材の吸水率の半分程度まで吸水して
いる前記の高強度軽量水硬性複合物を提供するものであ
る。また本発明は、水セメント比を３５％以上に設定す
る前記の高強度軽量水硬性複合物を提供するものであ
る。また本発明は、前記の高強度軽量水硬性複合物を、
所望の形状の型枠内に打設するステップを有することを
特徴とする軽量コンクリートの製造方法を提供するもの
である。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明に用いられる軽量骨材は、
一部または全部が乾燥し、濡らす必要がなく、絶乾状態
で用いることができる。しかしながら、必要に応じて吸
水率の半分程度まで軽量骨材を濡らすこともできる。

【０００７】軽量骨材の種類としては、粗骨材および細
骨材共に限定されるものではなく、目的に応じて種々選
択することができる。例えば膨張頁岩、膨張粘度、ガラ
ス等を膨張させた人工軽量細粗骨材、黒曜石、真珠岩等
を膨張させた人工軽量細粗骨材、大島産や榛名産の天然
軽量細粗骨材等も用いることができる。また、天然骨材
と人工骨材とを併用することもできる。例えば、天然の
川砂利、川砂、砕石細粗骨材を併用することができる。
また骨材同士の比重の差が大きくてもよく、比重１．０
以下の超軽量人工骨材、さらに比重０．１以下のシラス
等も使用することができる。このような場合でも混練に
支障はない。本発明において、軽量骨材は、細骨材また
は粗骨材の一方が湿潤状態で、他方が絶乾状態であるこ
ともできるが、その場合でも両骨材の全体の吸水率が５
０％以下であるのが好ましい。

【０００８】本発明に用いられる有機材料は、イソブチ
レン無水マレイン酸、エチレン酢酸ビニル共重合体（Ｅ
ＶＡ）、塩素化ポリプロピレン、カルボキシビニルポリ
マー、プロピオン酸ビニル（ＶＰ）、メトキシメチルポ
リアミド（８−ナイロン）、ポリエチレンオキサイド、
酢酸ビニル、酢酸ビニルアクリル酸共重合体、酢酸ビニ
ルマレート共重合体、ポリアミンサルホン（ＰＡＳ）、
ポリアリルアミン（ＰＡＡ）、ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）、ポリビニルエーテル、ポリビニルブチラー
ル、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、マレイン酸系樹脂、
アクリル樹脂、アクリルスチレン共重合体、アクリルシ
リコーン樹脂、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブ
タジエンゴム（ＢＲ）、ニトリルブタジエンゴム（ＮＢ
Ｒ）、クロロプレンゴム、ウレタンゴム、天然ゴム、ヒ
ドロキシエチルセルロース（ＨＣ）、メチルセルロース
（ＭＣ）、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリ
ビニルアセトアミド（ＰＮＶＡ）、カルボキシメチルセ
ルロース（ＣＭＣ）等が挙げられ、これらは併用するこ
ともできる。中でも好ましくは水溶性有機材料、とく
に、高分子材料がよく、さらに好ましくは、アクリル系
エマルジョンなどがよい。また、市販されている有機材
料も使用することができ、例えば（株）イーテック製、
商品名ＪＳＲトマックパワー、トマックスーパー、クラ
リアントポリマー（株）製、商品名チローセ、日本シー
カ社製、試薬名ＶＰ−Ｂ、ＶＰ−Ａ等が挙げられる。な
お、一般的に使用される各種添加材（剤）、例えば減水
剤には、本発明でいう有機材料の範疇に含まれるものも
あるが、本発明においては、このような各種添加材
（剤）は、有機材料に含まないものとする。

【０００９】有機材料の使用量は、施工条件や調合によ
り適宜決定することができるが、例えばセメントの重量
に対し、０．５〜９．０重量％、好ましくは７．０重量
％以下がよい。

【００１０】本発明の高強度軽量水硬性複合物には、さ
らに減水剤を配合することができ、その種類はとくに制
限されない。例えば、ポリカルボン酸系の減水剤も用い
ることができる。このポリカルボン酸系減水剤の具体例
としては、主成分がポリカルボン酸エーテル系の複合物
（カルシウム・ベース）等が挙げられる。市販されてい
るものも好適に利用することができ、例えばエヌエムビ
ー社製の商品名ＳＰ−８ＨＥ、花王社製の商品名マイテ
イ２０００ＴＨ等が挙げられる。その他の減水剤として
は、例えば主成分が変性リグニン、アルキルアリルスル
ホン酸、活性持続ポリマーの複合物等が挙げられ、市販
されているものとして、エヌエムビー社製、商品名レオ
ビルトＳＰ−９ＨＳ、ＳＰ−９Ｒ等が挙げられる。さら
に、主成分が高縮合芳香族スルホン酸化合物のものとし
ては、エヌエムビー社製、商品名レオビルトＮＬ−１４
４０等が挙げられる。主成分がナフタレンスルホン酸・
ホルマリン高縮合物塩のものとしては、花王社製、商品
名マイティ１５０等が挙げられる。その他の減水剤も利
用することができる。減水剤の使用量は、セメントの重
量に対して０．０２重量％以上がよい。

【００１１】本発明で用いるセメントは、とくに制限さ
れず用途により自由に選択でき、例えば普通ポルトラン
ドセメント、早強セメント、ビーライトセメント、高炉
セメント、三成分セメント、混合セメント、アルミナセ
メント等を使用できる。水セメント比は、低く抑えるこ
とが可能であるが、通常２５〜６７％、好ましくは３５
０％以上がよい。

【００１２】また必要に応じて増粘材（剤）のような各
種添加材（剤）を配合できることは言うまでもない。そ
の配合率は、従来のそれと違わず、適宜決定できる。ま
た、セメントより細かいシリカヒューム、高炉スラグ微
粉末、フライアッシュ、ガラス粉末、貝灰等の産業廃棄
物を添加材として好適に用いることができる。

【００１３】本発明の高強度軽量水硬性複合物は、従来
の軽量コンクリートと同様に、ミキサー中に材料を投入
してから練りを行い、調合水、必要に応じて各種添加材
（剤）を投入し、本練りを行うことで得られる。本発明
においては、レミコン車などによる運搬も可能であり、
また柔らかさも単位容積重量も自由に調整することがで
きる。とくに本発明の複合物は、単位容積重量の幅を広
くとることができる。また、本発明の複合物は、コンク
リート状のものは勿論、モルタル状やペースト状のもの
にも適している。

【００１４】また本発明の軽量コンクリートは、該複合
物を所望の形状の型枠に打設し、硬化させることにより
得られる。このとき、連続生産方式を採用できることも
でき、複雑な形状にするのも可能である。養生も、従来
のそれと同様の手段を採用でき、例えば自然養生、蒸気
養生を行うことができる。養生によってひび割れ等の悪
影響が発現することはない。

【００１５】

【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。（実施例１）下記表１に示す配合率に従って、従来の調
合１と本発明による調合２の高強度軽量水硬性複合物を
調製した。なお、表１において、セメントおよび人工軽
量細・粗骨材は、それぞれ日本セメント（株）製の早強
セメントおよび絶乾状態の商品名アサノライトであり、
減水剤は、ナフタリンスルホン酸・ホルマリン高縮合物
塩が主成分である花王社製、商品名マイティ１５０であ
り、有機材料は、特殊アクリル共重合樹脂である日本シ
ーカ社製、試薬名ＶＰ−Ｂである。

【００１６】

【表１】

【００１７】上記配合率に従って、各材料をパン型ミキ
サー中へ投入しカラ練りと本練りを行った。減水剤は調
合水の中に入れ、有機材料は単独で、それぞれ本練り前
にミキサーに投入した。調合１のコンクリートは、攪拌
ができなかった。本発明による調合２は、打設後１０分
〜２０分までスランプ値は１２ｃｍであった。

【００１８】（実施例２）二軸ミキサーを用いること以
外は、実施例１を繰り返した。従来の調合では攪拌がで
きなかった。本発明のものは、打設後１０分〜２０分ま
でスランプ値は１４ｃｍであった。

【００１９】（実施例３）下記表２に示す配合率に従っ
て、従来の調合３と本発明による調合４の高強度軽量水
硬性複合物を調製した。なお表２において、セメントは
太平洋セメント（株）製の早強セメントであり、人工軽
量粗骨材は絶乾状態の商品名アサノスーパーライトであ
り、人工軽量細骨材は、絶乾状態の（株）サンライト製
商品名Ｇライトであり、減水剤は、ポリカルボン酸系で
あるエヌエムビー社製の商品名８Ｎであり、有機材料
は、特殊アクリル共重合体を主成分とする（株）イーテ
ック製、商品名ＪＳＲトマックパワーである。

【００２０】

【表２】

【００２１】上記配合率に従って、各材料を二軸ミキサ
ーに投入しカラ練りと本練りを行った。減水剤は調合水
の中に入れ、有機材料は単独で、それぞれ本練り前にミ
キサーに投入した。ミキサー投入後１０分後と４０分後
の複合物の物性を測定した。その結果を表３に示す。

【００２２】

【表３】

【００２３】調合３の複合物は、攪拌２０分後には打設
も左官仕上げも難しい状態であったが、本発明による調
合４の複合物は、攪拌後７０分位まで作業しやすく、左
官仕上げは９０分後位まで可能であった。なお、仕上げ
面は、本発明の複合物の方がより緻密であり、きれいな
外観を示した。

【００２４】上記調合３の複合物と調合４の複合物を攪
拌後１５分の時点で打設し、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０
ｃｍの試験体を得て、材齢２８日における圧縮強度およ
び曲げ強度を測定した。両方共に、本発明の複合物のほ
うが高い値であった。結果を表４に示す。

【００２５】

【表４】

【００２６】（実施例４）下記表５に示す配合率に従っ
て、従来の調合５と本発明による調合６の高強度軽量水
硬性複合物を調製した。なお表５において、セメントは
三菱マテリアル（株）製の早強セメントであり、人工軽
量粗骨材は日本メサライト（株）製の商品名スーパーメ
サライトであり、人工軽量細骨材は、（株）サンライト
製の商品名Ｇライトであり、減水剤は、ポリカルボン酸
系であり粉末状の日本油脂（株）製の商品名マリアリム
であり、有機材料は、特殊アクリル共重合体を主成分と
し粉末状である日本シーカ社製、試薬名ＶＰ−Ａであ
る。

【００２７】

【表５】

【００２８】上記配合率に従って、各材料を二軸ミキサ
ーに投入しカラ練りと本練りを行った。減水剤は調合水
の中に入れ、有機材料は単独で、それぞれ本練り前にミ
キサーに投入した。ミキサー投入後１０分後と４０分後
の複合物の物性を測定した。その結果を表６に示す。

【００２９】

【表６】

【００３０】調合５の複合物は、攪拌３０分後には打設
も左官仕上げも難しい状態であったが、本発明による調
合６の複合物は、攪拌後７０分位まで作業しやすく、左
官仕上げは８０分後位まで可能であった。なお、仕上げ
面は、本発明の複合物の方がより緻密であり、きれいな
外観を示した。

【００３１】上記調合５の複合物と調合６の複合物を攪
拌後１５分の時点で打設し、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０
ｃｍの試験体を得て、材齢２８日における圧縮強度およ
び曲げ強度を測定した。両方共に、本発明の複合物のほ
うが高い値であった。結果を表７に示す。

【００３２】

【表７】

【００３３】

【発明の効果】上記から分かるように、本発明の複合物
は、従来のそれと比較して、混練しやすく、柔らかさを
長く保ち、かつ比重の変化が少なく、長い運搬時間にも
適し、左官仕上げがしやすい。また、本発明の複合物
は、従来のそれよりも強度および耐久性に優れているの
で、広い用途を有する。本発明の複合物は、コールドジ
ョイントの心配が少ないので、容積が大きいもの、施工
する高さが大きいもの、打設に時間がかかるものの施工
に適している。また本発明の複合物は、攪拌するプラン
トと施工現場が離れていても施工計画が立て易い。さら
に本発明の複合物は、従来のコンクリートの打設施工に
用いるプレフォーム手法、上記養生なども適用でき、従
来の施工機器をそのまま使用できる。すなわち、特別な
装置を必要としない。また本発明の複合物は、比重差の
大きい複数の材料を使用するにも適している。このよう
に本発明によれば、打設後のスランプ値および比重の変
化が少なく、長距離の運搬が可能であり、施工に時間が
かかる大きい断面、複雑な形状、密実な配筋への打設が
可能であり、コールドジョイントも形成されず、左官作
業を行う時間が長く、多くの面積の左官仕上げが可能と
なり、硬化後の曲げ強度の低下が防止され、なおかつコ
スト的に有利な高強度軽量水硬性複合物およびこれを用
いた軽量コンクリートの製造方法が提供される。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】セメント、水、一部または全部が乾燥し
ている軽量骨材、有機材料、および必要に応じて各種添
加材（剤）を配合してなることを特徴とする高強度軽量
水硬性複合物。
【請求項２】セメントの重量に対して０．０２重量％
以上の減水剤をさらに配合してなる請求項１に記載の高
強度軽量水硬性複合物。
【請求項３】有機材料が、水溶性である請求項１また
は２記載の高強度軽量水硬性複合物。
【請求項４】軽量骨材が、絶乾状態ないし該軽量骨材
の吸水率の半分程度まで吸水している請求項１ないし３
のいずれか１項に記載の高強度軽量水硬性複合物。
【請求項５】水セメント比を３５％以上に設定する請
求項１ないし４のいずれか１項に記載の高強度軽量水硬
性複合物。
【請求項６】請求項１ないし５のいずれか１項に記載
の高強度軽量水硬性複合物を、所望の形状の型枠内に打
設するステップを含むことを特徴とする軽量コンクリー
トの製造方法。