JP2001253750A - 遠心成形用コンクリート組成物 - Google Patents

遠心成形用コンクリート組成物

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 けい酸質材料等の高強度材の併用下において
も、通常の遠心力による締め固めで十分な強度を示す遠
心成形用コンクリート組成物を提供する。 【解決手段】 セメント、高強度材及び混和剤としての
水溶性共重合体を含有する遠心成型用コンクリート組成
物において、前記水溶性共重合体として、炭素数2〜3
のアルキレンオキシドを平均で2〜100モル付加したポ
リオキシアルキレン鎖を有する化合物からなるビニル系
単量体(a)の1種以上と、カルボキシル基、スルホン酸
基又はアミド基を有する化合物若しくはそれらの水溶性
塩からなるビニル系単量体(b)の1種以上とを含有する
単量体混合物を重合して得られる水溶性共重合体を用い
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は遠心成形コンクリー
ト組成物に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】高強度
が要求されるパイル、ポール、ヒューム管等の遠心製品
の中でも、パイルは60〜100N/mm2の強度を必要とする。
この強度発現には、セメントの減水性を高めるナフタレ
ン系分散剤が一般に使用される。しかし、減水性を高め
るために分散剤の添加量を多くすると、コンクリートが
ダイラタンシー的な粘性挙動を示し、締め固めが不充分
になることがある。この解決法として特開平8-12399号
が提案されている。
【0003】しかし、より高強度化を進めるために配合
されるけい酸質材料等の高強度材が粘性挙動を更に悪化
させ、締め固めが不充分となる。
【0004】本発明の課題は、けい酸質材料等の高強度
材の併用下においても、通常の遠心力による締め固めで
十分な強度を示す遠心成形用コンクリート組成物を提供
することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、セメント、高
強度材及び混和剤としての水溶性共重合体を含有する遠
心成型用コンクリート組成物であって、前記水溶性共重
合体が炭素数2〜3のアルキレンオキシド(以下、AOと
称す)を平均で2〜100モル付加したポリオキシアルキ
レン鎖を有する化合物からなるビニル系単量体(a)の1
種以上と、カルボキシル基、スルホン酸基又はアミド基
を有する化合物若しくはそれらの水溶性塩からなるビニ
ル系単量体(b)の1種以上とを含有する単量体混合物を
重合して得られる水溶性共重合体(以下、水溶性共重合
体という)である遠心成形用コンクリート組成物に関す
る。
【0006】
【発明の実施の形態】本発明は、コンクリートの粘性挙
動の検討から、特定の水溶性共重合体を添加すること
で、遠心力による締め固めに有効なコンクリート組成物
が得られることを見出したものである。
【0007】本発明のコンクリート組成物は、高強度材
を、セメント重量に対して、好ましくは3〜30重量%、
より好ましくは5〜15重量%含有することで、高強度化
が達成される。高強度材としては、水和反応によりトバ
モライト結晶もしくはエトリンガイト結晶を生成するも
のが好ましい。トバモライト結晶を生成するものとして
は、けい酸質材料として、けい砂、フライアッシュ、シ
リカヒューム等が挙げられるが、通常けい砂が使用され
る。また、エトリンガイトを生成するものとしては、エ
フダック(電気化学社製)やデンカΣ1000、Σ5000、Σ
6000、デンカCSA(電気化学社製)、小野田Σ1000(太
平洋セメント社製)がある。
【0008】本発明において、ビニル系単量体(a)の炭
素数2〜3のAOとは、エチレンオキシド(以下、EOと称
す)とプロピレンオキシド(以下、POと称す)挙げら
れ、分散性能の点よりEOが好ましい。これらのAOの付加
形態は、EO又はPOの単独付加、或いはランダム付加、ブ
ロック付加、交互付加のいずれでもよい。単量体(a)に
おいては、AOの導入付加モル数が平均で2〜100の範囲
に於いてコンクリートの粘性状態が良く、更に5〜80、
特に9〜50が優れる。
【0009】単量体(b)は、カルボキシル基、スルホン
酸基、アミド基若しくはこれらの水溶性塩の1種以上を
含有するビニル系単量体である。水溶性塩としてはナト
リウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩
の金属塩や、アンモニウム塩、トリエタノールアミン
塩、ジエタノールアミン塩、モノエタノールアミン塩等
が挙げられる。
【0010】本発明において、単量体(a)としては下記
一般式(A)で表される化合物が好ましく、単量体(b)とし
ては一般式(B)又は(C)で表される化合物が好ましい。
【0011】
【化3】
【0012】(式中、 R1,R2;水素原子又はメチル基 m1;0〜2の整数 AO;炭素数2〜3のオキシアルキレン基 n;2〜100の数 X;水素原子又は炭素1〜3のアルキル基 を表す。)
【0013】
【化4】
【0014】(式中、 R3,R6;水素原子又はメチル基 R4,R5;水素原子、メチル基又は(CH2)m2COOM2であり、
(CH2)m2COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m2COOM2と無水物を
形成していてもよく、その場合、それらの基のM1,M2
存在しない。 M1,M2,Y;水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土
類金属原子、アンモニウム、水酸基が置換していてもよ
いアルキル(炭素数2〜8)アンモニウム m2;0〜2の整数 を表す。)。
【0015】一般式(A)で示される単量体としては、メ
トキシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレン
ポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリ
コール、プロポキシポリエチレングリコール等の片末端
アルキル基封鎖ポリアルキレングリコールとアクリル酸
又はメタクリル酸とのエステル化物やアクリル酸又はメ
タクリル酸へのEO、PO付加物が用いられる。nはAO基の
平均付加モル数であり、前記の範囲が好ましい。
【0016】また、一般式(A)のnが50〜100の単量体と
一般式(A)のnが2〜50の単量体の併用や、更にnが100を
超える単量体とnが2〜50の単量体の併用も、本発明の
効果を損なわない限り可能である。
【0017】また一般式(B)で示される単量体として
は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、無水マレ
イン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無
水シトラコ酸、シトラコ酸、フマル酸、又はこれらのア
ルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、
水酸基が置換していてもよいアルキル(炭素数2〜8)
アンモニウム塩が挙げられる。
【0018】また一般式(C)で示される単量体として
は、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、又はこれ
らのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、アンモニウ
ム塩、水酸基が置換していてもよいアルキル(炭素数2
〜8)アンモニウム塩が挙げられる。
【0019】本発明の水溶性共重合体は、上記一般式
(A)〜(C)で表される単量体を用いたものが好ましい。該
共重合体は、公知の方法で製造することができる。例え
ば、特開平7-223852号公報、特開平7-247150号公報、特
開平11-157897号公報の溶液重合法が挙げられ、水や炭
素数1〜4の低級アルコール中、過硫酸アンモニウム、
過酸化水素等の重合開始剤存在下、要すれば、亜硫酸ナ
トリウムやメルカプトエタノール等を添加し、50〜100
℃で0.5〜10時間反応させればよい。
【0020】なお本発明の効果を損なわない範囲で、上
記単量体(A)〜(C)の他に、共重合可能な単量体を共重合
してもよい。こうした単量体の例としては、アクリロニ
トリル、アクリルアミド、メタクリルアミド、スチレン
等が挙げられる。
【0021】本発明に用いられる水溶性共重合体として
は、上記単量体(A)〜(C)を用いるものの他に、アルケニ
ルエーテルと無水マレイン酸の共重合体等が挙げられ
る。
【0022】水溶性共重合体を得るための単量体混合物
中の単量体(a)と単量体(b)の比率は、単量体(a)/単量
体(b)=0.1/100〜200/100(モル比)であることがコ
ンクリート粘性の状態に優れ、単量体(a)/単量体(b)=
10/100〜100/100(モル比)範囲が特に優れる。ま
た、該単量体混合物中、単量体(a)と単量体(b)の合計は
50〜100モル%、更に80〜100モル%、特に90〜100モル
%であることが好ましい。
【0023】また、本発明の水溶性共重合体は、重量平
均分子量(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法
/標準物質ポリスチレンスルホン酸ナトリウム換算/水
系)が5,000〜500,000、特に20,000〜100,000の範囲が
分散性に優れる。
【0024】本発明の水溶性共重合体としては、メタノ
ールのAO付加物と(メタ)アクリル酸、特にメタクリル
酸のエステル(a1)と(メタ)アクリル酸、特にメタクリ
ル酸(b1)の共重合体が好ましい。メタノールのAO平均付
加モル数は前記nと同様の範囲が好ましい。また、モノ
マー比は、(a1)/(b1)=5/100〜100/100(モル比)
が好ましく、より好ましくは10/100〜50/100である。
また、この共重合体を、全水溶性共重合体の20重量%以
上、好ましくは40重量%含む混合物を使用することもで
きる。
【0025】本発明のコンクリート組成物は、水溶性共
重合体を、セメント重量に対して0.01〜3.0重量%、特
に0.1〜1.0重量%含有することが好ましい。
【0026】本発明コンクリート組成物は、早強セメン
ト、高炉セメント等のセメント類を主成分とし、高強度
材と混和剤としての水溶性共重合体とを含有するが、公
知の添加剤(材)を併用することもできる。一例を挙げ
れば、消泡剤、増粘剤、防水剤、遅延剤、早強剤、促進
剤、減水剤、高性能減水剤、起泡剤、発泡剤、AE剤、
界面活性剤類等が挙げられる。
【0027】
【実施例】(1)水溶性共重合体 表1に、実施例及び比較例で用いた用いた水溶性共重合
体を示す。それらのうち、No.1〜11は、特開昭59-1621
63号公報、特開平2-163108号公報、特開平7-223852号公
報、特開平11-157897号公報等の記載に準じて製造した
ものである。EOはエチレンオキシド、POはプロピレンオ
キシドを表し、( )の次の数字は平均付加モル数であ
る。水溶性共重合体No.9はブロック付加物である。ま
た、水溶性共重合体の分子量は、ゲルパーミエーション
クロマトグラフィー法(標準物質ポリスチレンスルホン
酸ナトリウム換算/水系)により求めた重量平均分子量
である。
【0028】
【表1】
【0029】(2)コンクリート配合物 表2〜表4に実施例及び比較例で用いたコンクリートの
配合を示す。
【0030】
【表2】
【0031】
【表3】
【0032】
【表4】
【0033】(3)評価 <コンクリートの締まり評価>表2〜表4に示すコンク
リート配合に、表1の水溶性共重合体を、表5〜7の量
で添加してスランプ値が5〜6cmとなるように調整し、
内径20cm×高さ30cmの遠心成形用型枠にコンクリートを
15kg投入して遠心締め固めを行った。ここで、スランプ
値は、JIS−A1101の方法により測定した。締め固め時間
によるコンクリート強度の測定とコンクリートの締まり
程度を肉眼で観察した。
【0034】遠心条件は、5G(49m/s2)で1分、15
G(147m/s2)で2分行い、次いで30G(294m/s2
で2分、4分、5分行ったときの締まり程度を以下の基
準で観察した。
【0035】 ◎:内面平滑性良好且つ、平均的に締め固まっている ○:平均的に締め固まっている △:内面又は外面の平滑性がやや悪い ×:砂利が露出し、内面又は外面の平滑性が悪い。
【0036】<圧縮強度の評価>上記コンクリートの締
まり評価において、コンクリート投入後の締め固めを30
G(294m/s2)で3分行い、蒸気養生後又はオートク
レーブ養生後に硬化体の圧縮強度をJIS−A1108法に準じ
て測定した。蒸気養生条件は、前置き2時間、20℃で1
時間、65℃で5時間、徐令24時間とした。また、オート
クレーブ養生条件は、前記蒸気養生24時間後の硬化体を
180℃(10気圧)で6時間、徐冷24時間とした。測定結
果を表5〜表7に示す。
【0037】
【表5】
【0038】
【表6】
【0039】
【表7】
【0040】
【発明の効果】本発明のコンクリート組成物は、遠心成
形後の締め固めが良好であり、強度発現にも優れた効果
を示す。
───────────────────────────────────────────────────── 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 24/26 C04B 24/26 H C08F 220/04 C08F 220/04 220/28 220/28 228/02 228/02 290/06 290/06 C08K 3/26 C08K 3/26 C08L 33/00 C08L 33/00 41/00 41/00 55/00 55/00 // B28B 1/20 B28B 1/20 C C04B 103:60 C04B 103:60 111:20 111:20 Fターム(参考) 4G012 PA03 PB04 PB28 PB31 PB32 PB36 4J002 BG011 BG071 BQ001 DJ007 DJ017 DM006 DM007 FD016 FD017 GL00 4J027 AC02 AC03 AC04 AC06 BA04 BA06 CD00 4J100 AJ01Q AJ02Q AJ08Q AJ09Q AK01Q AK31Q AK32Q AL01P AL08P AL16P AP01Q BA04P BA05P BA06P BA08P BA56Q

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 セメント、高強度材及び混和剤としての
    水溶性共重合体を含有する遠心成型用コンクリート組成
    物であって、前記水溶性共重合体が炭素数2〜3のアル
    キレンオキシドを平均で2〜100モル付加したポリオキ
    シアルキレン鎖を有する化合物からなるビニル系単量体
    (a)の1種以上と、カルボキシル基、スルホン酸基又は
    アミド基を有する化合物若しくはそれらの水溶性塩から
    なるビニル系単量体(b)の1種以上とを含有する単量体
    混合物を重合して得られる水溶性共重合体である遠心成
    形用コンクリート組成物。
  2. 【請求項2】 高強度材が水和反応によりトバモライト
    結晶又はエトリンガイト結晶を生成する鉱物である請求
    項1記載の遠心成形用コンクリート組成物。
  3. 【請求項3】 高強度材をセメント重量に対して3〜30
    重量%含有する請求項1又は2記載の遠心成形用コンク
    リート組成物。
  4. 【請求項4】 単量体(a)が一般式(A)で表される化合物
    であり、単量体(b)が一般式(B)又は(C)で表される化合
    物である請求項1〜3の何れか1項記載の遠心成形用コ
    ンクリート組成物。 【化1】 (式中、 R1,R2;水素原子又はメチル基 m1;0〜2の整数 AO;炭素数2〜3のオキシアルキレン基 n;2〜100の数 X;水素原子又は炭素1〜3のアルキル基を表す。) 【化2】 (式中、 R3,R6;水素原子又はメチル基 R4,R5;水素原子、メチル基又は(CH2)m2COOM2であり、
    (CH2)m2COOM2はCOOM1又は他の(CH2)m2COOM2と無水物を
    形成していてもよく、その場合、それらの基のM1,M2
    存在しない。 M1,M2,Y;水素原子、アルカリ金属原子、アルカリ土
    類金属原子、アンモニウム、水酸基が置換していてもよ
    いアルキル(炭素数2〜8)アンモニウム m2;0〜2の整数を表す。)
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