JP2003171159A - 高流動コンクリート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 土木学会高流動コンクリート施工指針（１９
９８年７月制定）に基づくランク１に準拠する、非常に
優れた自己充填性能を実現し得る高流動コンクリートを
提供すること。 【解決手段】 セメント、細骨材、粗骨材およびポリマ
ー鎖中に遊離カルボン酸を有する共重合体のエマルショ
ンを含有する分離低減剤を、細骨材が７８４．３〜８６
２．３ｋｇ／ｍ^３、かつ、粗骨材が７５７．５〜８３
７．５ｋｇ／ｍ^３の割合で配合することによって、高流
動コンクリートを調製する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、高流動コンクリー
ト、詳しくは、土木学会高流動コンクリート施工指針
（１９９８年７月制定）に基づくランク１に準拠する自
己充填性能を実現し得る、高流動コンクリートに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】 近年、コンクリートの施工において、
バイブレータの締め固めに起因する騒音の低減化、施工
の合理化を図るべく、締め固めを必要とせず、自己充填
性能を有する高流動コンクリートが種々提案されてい
る。

【０００３】このような高流動コンクリートとしては、
特定の混和剤（分離低減剤）を配合することにより、自
己充填性能を発現させるものが知られており、例えば、
特開平８−２２５３５３号公報には、ポリマー鎖中に遊
離カルボン酸を有する共重合体のエマルションを含有す
る混和剤を配合することにより、優れた流動性、充填性
および分離抵抗性を実現できることが記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、兵庫
県南部地震以降の耐震構造として、バイブレータによる
締め固めが構造上困難な、鋼上部構造とコンクリート下
部構造とを剛結させる構造が積極的に検討され施工され
るなど、安全で信頼性の高い複合構造物を施工するため
に、より高い自己充填性能を有する高流動コンクリート
の開発が望まれている。

【０００５】その一方で、特開平８−２２５３５３号公
報に記載される混和剤を、単に適量配合するのみでは、
例えば、土木学会高流動コンクリート施工指針（１９９
８年７月制定）に基づくランク１に相当するような、非
常に優れた自己充填性能を実現し得る高流動コンクリー
トを得ることは困難である。

【０００６】本発明は、このような事情に鑑みなされた
ものであって、その目的とするところは、土木学会高流
動コンクリート施工指針（１９９８年７月制定）に基づ
くランク１に準拠する、非常に優れた自己充填性能を実
現し得る高流動コンクリートを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の高流動コンクリートは、セメント、細骨
材、粗骨材および分離低減剤を含有し、前記分離低減剤
が、ポリマー鎖中に遊離カルボン酸を有する共重合体の
エマルションを含有しており、前記細骨材が７８４．３
〜８６２．３ｋｇ／ｍ^３、前記粗骨材が７５７．５〜８
３７．５ｋｇ／ｍ ^３の割合で含有されていることを特徴
としている。

【０００８】また、本発明の高流動コンクリートは、セ
メント、細骨材、粗骨材、石灰石微粉末および分離低減
剤を含有し、前記分離低減剤が、ポリマー鎖中に遊離カ
ルボン酸を有する共重合体のエマルションを含有してお
り、前記細骨材が７５０．０〜９５０．０ｋｇ／ｍ^３、
前記粗骨材が６００．０〜１０００．０ｋｇ／ｍ^３、前
記石灰石微粉末が８０ｋｇ／ｍ^３以上の割合で含有され
ているものも含まれる。

【０００９】また、本発明の高流動コンクリートは、分
離低減剤が０．５〜２．０ｋｇ／ｍ ^３の割合で含有され
ていることが好ましい。

【００１０】また、本発明の高流動コンクリートは、さ
らに、高性能ＡＥ減水剤が４．５〜１０．０ｋｇ／ｍ^３
の割合で含有されていることが好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の高流動コンクリートは、
セメント、細骨材、粗骨材および分離低減剤を含有して
いる。

【００１２】本発明に用いられるセメントは、特に制限
されず、例えば、普通ポルトランドセメント、早強ポル
トランドセメント、超早強ポルトランドセメント、中庸
熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩ポルトランドセメン
ト、ビーライトセメント、白色ポルトランドセメントな
どのポルトランドセメント、例えば、高炉セメント、フ
ライアッシュセメント、シリカセメント、シリカフュー
ムセメントなどの混合セメントが挙げられる。これらセ
メントは、単独または２種以上併用して用いてもよい。

【００１３】本発明に用いられる細骨材は、１０ｍｍ網
ふるいをすべて通過し、５ｍｍ網ふるいを８５重量％以
上通過する骨材であって、例えば、川砂、海砂、山砂、
栗石、砕石、フライアッシュなどが挙げられる。これら
細骨材は、単独または２種以上併用して用いてもよい。
好ましくは、川砂が用いられる。

【００１４】本発明に用いられる粗骨材は、５ｍｍ網ふ
るいを８５重量％以上通過しない骨材であって、細骨材
と同様に、例えば、川砂、海砂、山砂、栗石、砕石、フ
ライアッシュなどが挙げられる。これら粗骨材は、単独
または２種以上併用して用いてもよい。好ましくは、川
砂が用いられる。

【００１５】本発明に用いられる分離低減剤は、ポリマ
ー鎖中に遊離カルボン酸を有する共重合体のエマルショ
ンを含有するものであって、特開平８−２２５３５３号
公報に記載されている混和剤が用いられる。

【００１６】すなわち、共重合体のエマルションは、例
えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などのエ
チレン系不飽和モノカルボン酸、例えば、イタコン酸、
フマル酸、マレイン酸およびその無水物、例えば、イタ
コン酸メチル、マレイン酸メチルなどのモノエステルな
どのエチレン系不飽和ジカルボン酸などのエチレン性不
飽和カルボン酸と、例えば、１，３−ブタジエン、イソ
プレン、２−クロル−１，３−ブタジエン、２−メチル
−１，３−ブタジエンなどの共役ジエン系単量体、例え
ば、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエン、
ｐ−メチルスチレンなどの芳香族ビニル化合物、例え
ば、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸
ブチル、アクリル酸２−ヒドロキシエチル、アクリル酸
ヒドロキシプロピル、アクリル酸ヒドロキシブチル、メ
タクリル酸メチル、メタクリル酸２−ヒドロキシエチ
ル、メタクリル酸ヒドロキシプロピル、メタクリル酸ヒ
ドロキシブチル、メタクリル酸グリシジルなどの不飽和
カルボン酸アルキルエステル化合物、例えば、アクリロ
ニトリル、メタクリロニトリル、α−クロルアクリロニ
トリルなどのシアン化ビニル化合物、例えば、アクリル
アミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロールアクリルア
ミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミドなどのエチレン
系不飽和カルボン酸アミド、例えば、酢酸ビニルなどの
カルボン酸ビニルエステル化合物、例えば、アクリル酸
メチルアミノエチル、アクリル酸ジメチルアミノエチ
ル、アクリル酸ジメチルアミノプロピル、アクリル酸ジ
ブチルアミノエチル、メタクリル酸メチルアミノエチ
ル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、メタクリル酸
ジメチルアミノプロピル、メタクリル酸ジブチルアミノ
エチル、２−ビニルピリジン、４−ビニルピリジンなど
のエチレン系不飽和アミン化合物などのエチレン性不飽
和カルボン酸と共重合可能な不飽和単量体と、必要によ
り、例えば、ジビニルベンゼンなどの芳香族ジビニル化
合物、例えば、エチレングリコールジアクリレート、ブ
チレングリコールジアクリレート、ヘキサンジオールジ
アクリレート、オリゴエチレングリコールジアクリレー
ト、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチ
ロールプロパントリアクリレート、エチレングリコール
ジメタクリレート、ヘキサンジオールジメタクリレー
ト、オリゴエチレングリコールジメタクリレート、トリ
メチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロール
プロパントリメタクリレートなどのアルカンポリオール
ポリ（メタ）アクリレート化合物、例えば、トリアリル
シアヌレートなどのシアヌレート化合物などの架橋剤と
を乳化重合することにより得ることができる。乳化重合
は、公知の方法でよく、例えば、上記した単量体と、乳
化剤、重合開始剤、連鎖移動剤などを適宜配合して、一
括添加法、連続添加法、分割添加法、モノマー乳化法な
どによって重合すればよい。

【００１７】このようにして得られる共重合体のエマル
ションにおいて、エマルション中の重合体の濃度が５〜
６０重量％であることが好ましく、また、遊離カルボン
酸基が重合体全量に対して、３〜６０重量％であること
が好ましい。

【００１８】また、この分離低減剤には、共重合体のエ
マルションの以外に、必要に応じて、公知の添加剤、例
えば、充填剤、分散剤、消泡剤、増粘剤、発泡剤、着色
剤、難燃剤、防腐剤、耐水化剤、老化防止剤、安定剤、
加硫促進剤、帯電防止剤などを配合してもよい。

【００１９】また、共重合体のエマルションは、必要に
応じて、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなど、
他の合成樹脂エマルションとブレンドして用いてもよ
い。

【００２０】なお、このような分離低減剤は、市販品を
用いてもよく、そのような市販品として、セパックＲＳ
１０１(ガンツ化成株式会社製)が用いられる。

【００２１】そして、本発明において、セメント、細骨
材、粗骨材および分離低減剤を含有し、かつ、後述する
石灰石微粉末を含有しない高流動コンクリートにおいて
は、セメントの配合量は、例えば、１５０〜６００ｋｇ
／ｍ^３（用いるコンクリート１ｍ^３当たりのｋｇとして
示す。以下同様）である。

【００２２】また、細骨材の配合量は、７８４．３〜８
６２．３ｋｇ／ｍ^３、好ましくは、８０８．７〜８４
３．９ｋｇ／ｍ^３である。細骨材の配合量がこれより少
ないと、相対的に粗骨材の配合量が多くなることによる
材料分離を生じ、また、これより多いと、分離抵抗性が
卓越することによる流動性の阻害および強度の低下を生
じる。

【００２３】また、粗骨材の配合量は、７５７．５〜８
３７．５ｋｇ／ｍ^３、好ましくは、７７５．５〜８１
３．１ｋｇ／ｍ^３である。粗骨材の配合量がこれより少
ないと、相対的な細骨材の配合量の増加による強度の低
下を生じ、また、これより多いと、相対的な細骨材の配
合量の減少による材料分離を生じる。

【００２４】そのため、本発明の高流動コンクリートに
おいて、細骨材が７８４．３〜８６２．３ｋｇ／ｍ^３の
割合で、かつ、粗骨材が７５７．５〜８３７．５ｋｇ／
ｍ^３の割合で配合されることにより、土木学会高流動コ
ンクリート施工指針（１９９８年７月制定）に基づくラ
ンク１に準拠する、非常に優れた自己充填性能を実現し
得る高流動コンクリートを得ることができる。

【００２５】なお、土木学会高流動コンクリート施工指
針（１９９８年７月制定）において、ランク１は、スラ
ンプフロー値６００〜７００ｍｍ、Ｖロート流下時間９
〜２０秒、Ｕ字充填高さ３００ｍｍ以上（障害Ｒ１）を
目安として規定されているが、高流動コンクリートのフ
レッシュ性状において施工上の問題がない場合には、本
願明細書において、５００ｍｍフロー時間２０秒以下、
スランプフロー５５０ｍｍ以上、Ｖロート流下時間２５
秒以下、Ｕ字充填高さ３００ｍｍ以上（障害Ｒ１）をも
って、ランク１に準拠するものとする。

【００２６】また、分離低減剤の配合量は、好ましく
は、０．５〜２．０ｋｇ／ｍ^３である。分離低減剤がこ
のような割合で配合されていると、後述する高流動コン
クリートの調製において、水の配合量を所定の範囲、例
えば、−１５．０〜＋１５．０ｋｇ／ｍ^３の範囲で変動
させても、土木学会高流動コンクリート施工指針（１９
９８年７月制定）に基づくランク１に準拠する、非常に
優れた自己充填性能を実現し得る高流動コンクリートを
得ることができる。そのため、水の配合量を厳しく管理
せずとも、非常に優れた自己充填性能を実現し得る高流
動コンクリートを容易に得ることができ、作業性の向上
および品質不良品の低減化を図ることができる。

【００２７】また、本発明の高流動コンクリートでは、
さらに、石灰石微粉末を配合することが好ましい。本発
明に用いられる石灰石微粉末は、ＣaＣＯ_３を主成分と
するものであれば、特に制限されることなく用いられ
る。

【００２８】そして、本発明では、石灰石微粉末を８０
ｋｇ／ｍ^３以上、好ましくは、８０〜１６０ｋｇ／ｍ^３
の割合で配合する。これによって、細骨材および粗骨材
のの配合量を、上記した割合よりも、より広い範囲、す
なわち、細骨材の配合量を７５０．０〜９５０．０ｋｇ
／ｍ^３、かつ、粗骨材の配合量を６００．０〜１００
０．０ｋｇ／ｍ^３の範囲で変動させても、土木学会高流
動コンクリート施工指針（１９９８年７月制定）に基づ
くランク１に準拠する、非常に優れた自己充填性能を実
現し得る高流動コンクリートを得ることができる。その
ため、細骨材および粗骨材の配合量を厳しく管理せずと
も、非常に優れた自己充填性能を実現し得る高流動コン
クリートを容易に得ることができ、より一層の作業性の
向上および品質不良品の低減化を図ることができる。

【００２９】なお、石灰石微粉末が配合される場合のセ
メントおよび分離低減剤の配合量は、上記した配合量と
同様である。

【００３０】また、本発明においては、さらに、高性能
ＡＥ減水剤を配合することが好ましい。高性能ＡＥ減水
剤としては、特に制限されず、例えば、ナフタレン系、
メラミン系、アミノスルホン酸系、あるいは、ポリカル
ボン酸系のものが挙げられ、好ましくは、ポリカルボン
酸系、とりわけ、ポリカルボン酸エーテル系のものが用
いられる。そのようなポリカルボン酸エーテル系の高性
能ＡＥ減水剤としては、市販品として、例えば、レオビ
ルドＳＰ８シリーズ(株式会社ポゾリス物産製)が用いら
れる。

【００３１】そして、本発明では、高性能ＡＥ減水剤を
４．５〜１０．０ｋｇ／ｍ^３、好ましくは、８．０〜１
０．０ｋｇ／ｍ^３の割合で配合する。これによって、１
５０分間、土木学会高流動コンクリート施工指針（１９
９８年７月制定）に基づくランク１に準拠する、非常に
優れた自己充填性能を実現することができる。

【００３２】また、本発明の高流動コンクリートは、上
記の成分以外に、公知の添加剤、例えば、高炉スラグ微
粉末、セメント分散剤、ＡＥ減水剤、流動化剤、空気量
調製剤、凝結遅延剤、凝結促進剤、防錆剤、分離低減
剤、増粘剤、収縮低減剤、膨張材、鉱物質微粉末など
を、適宜配合してもよい。

【００３３】そして、本発明の高流動コンクリートは、
上記した各成分を、上記した割合で配合し、これに水を
加えて混練すればよい。水の配合量は、５０〜４５０ｋ
ｇ／ｍ^３である。また、水セメント比は、２０〜８０％
の範囲で調整することができる。

【００３４】混練は、特に限定されず、各成分を施工時
に混練してもよく、また、予め一部あるいは全部を混練
しておいてもよい。また、混練方法は、適宜公知の方法
が用いられる。

【００３５】そして、このようにして得られる本発明の
高流動コンクリートは、土木学会高流動コンクリート施
工指針（１９９８年７月制定）に基づくランク１に準拠
する、非常に優れた自己充填性能を実現するので、例え
ば、バイブレータによる締め固めが不要で、例えば、バ
イブレータによる締め固めが構造上困難な、鋼上部構造
とコンクリート下部構造とを剛結させる構造などであっ
ても、安全で信頼性の高い施工を実現することができ
る。

【００３６】

【実施例】以下に実施例および比較例を示し、本発明を
さらに具体的に説明するが、本発明は、何ら実施例およ
び比較例に限定されることはない。

【００３７】実施例および比較例の調製 水１７５ｋｇ／ｍ^３に、高炉セメントＢ種（密度：３．
０３ｇ／ｃｍ^３、ブレーン値：３．７２０ｃｍ^２／ｇ）
５００ｋｇ／ｍ^３を加えて、水セメント比３５．０重量
％となるように調整した後、これに分離低減剤（遊離カ
ルボン酸含有アクリルエマルション、商品名「セパック
ＲＳ１０１」、ガンツ化成株式会社製）１．０ｋｇ／ｍ
^３ｇを加え、さらに、表１〜表４に示す配合処方におい
て、各成分をこれに加えて混練することにより、高流動
コンクリートを調製した。

【００３８】なお、表１〜表４中の各成分の詳細を以下
に示す。

【００３９】細骨材および粗骨材：（Ｒ）は川砂を、
（Ｓ）は海砂を、（Ｃ）は砕石をそれぞれ示す。

【００４０】石灰石微粉末：石灰石微粉末（密度：２．
７３ｇ／ｃｍ^３、ブレーン値：３．７００ｃｍ^２／ｇ） 高性能ＡＥ減水剤：ポリカルボン酸エーテル系（商品名
「レオビルド８ＳＢ」、株式会社ポゾリス物産製） 評価 調製した各実施例および各比較例につき、５００ｍｍフ
ロー時間（ＪＩＳＡ１１０１ ＪＳＣＥ−Ｆ５０３−１
９９９に準拠）、スランプフロー（ＪＩＳ Ａ１１０１
ＪＳＣＥ−Ｆ５０３−１９９９に準拠）、Ｖロート流
下時間（ＪＳＣＥ−Ｆ５１２−１９９９に準拠）、Ｕ字
充填高さ（ＪＳＣＥ−Ｆ５１１−１９９９に準拠）をそ
れぞれ測定した。

【００４１】

【表１】 表１は、石灰石微粉末が配合されていない配合処方であ
る。表１からわかるように、石灰石微粉末が配合されて
いない場合には、細骨材が７８４．３〜８６２．３ｋｇ
／ｍ^３かつ粗骨材が７５７．５〜８３７．５ｋｇ／ｍ^３
の範囲にある実施例が、５００ｍｍフロー時間２０秒以
下、スランプフロー５５０ｍｍ以上、Ｖロート流下時間
２５秒以下、Ｕ字充填高さ３００ｍｍ以上（障害Ｒ１）
の性能をすべて満足しており、土木学会高流動コンクリ
ート施工指針（１９９８年７月制定）におけるランク１
に準拠する要求性能を満たし、それ以外の範囲にある比
較例ではランク１に準拠する要求性能を満たさないこと
がわかる。

【００４２】

【表２】 表２は、石灰石微粉末が配合されている配合処方であ
る。表２からわかるように、石灰石微粉末が配合されて
いる場合には、石灰石微粉末が配合されていない場合よ
りも広い範囲、すなわち、細骨材が７５０．０〜９５
０．０ｋｇ／ｍ^３かつ粗骨材が６００．０〜１０００．
０ｋｇ／ｍ^３の範囲にある実施例が、ランク１に準拠す
る要求性能を満たしており、それ以外の範囲にある比較
例ではランク１に準拠する要求性能を満たさないことが
わかる。

【００４３】

【表３】 表３は、水の配合量を−１５．０〜＋１５．０ｋｇ／ｍ
^３変動させた場合（表３中、ΔＷ（ｋｇ）で表記してい
る。）の配合処方である。表３からわかるように、分離
低減剤が１．０ｋｇ／ｍ^３配合されていれば、水の配合
量を変動させても、ランク１に準拠する要求性能を満足
できることがかわる。

【００４４】

【表４】 表４は、高性能ＡＥ減水剤の配合量を変動させた場合の
配合処方である。表４からわかるように、高性能ＡＥ減
水剤が４．５〜１０．０ｋｇ／ｍ^３配合されている場合
には、１５０分間、ランク１に準拠する要求性能を満足
できることがかわる。

【００４５】

【発明の効果】本発明の高流動コンクリートは、土木学
会高流動コンクリート施工指針（１９９８年７月制定）
に基づくランク１に準拠する、非常に優れた自己充填性
能を実現するので、例えば、バイブレータによる締め固
めが不要で、例えば、バイブレータによる締め固めが構
造上困難な、鋼上部構造とコンクリート下部構造とを剛
結させる構造などであっても、安全で信頼性の高い施工
を実現することができる。

───────────────────────────────────────────────────── 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 24:26 Ｃ０４Ｂ 24:26 Ｆ Ｈ 14:28 14:28） 111:00 111:00 (72)発明者 有馬 博人 和歌山県海草郡下津町方1375番地の１ 高 田機工株式会社内 (72)発明者 加藤 明 兵庫県氷上郡柏原町下小倉960 ガンツ化 成株式会社丹波事業所内 (72)発明者 橋爪 泰弘 兵庫県姫路市元塩町144 株式会社エスピ ーシー内 Ｆターム(参考） 4G012 PA02 PA04 PA10 PA27 PB31 PB32 PC02 PC03 PC11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セメント、細骨材、粗骨材および分離低
   減剤を含有し、 前記分離低減剤が、ポリマー鎖中に遊離カルボン酸を有
   する共重合体のエマルションを含有しており、 前記細骨材が７８４．３〜８６２．３ｋｇ／ｍ^３、前記
   粗骨材が７５７．５〜８３７．５ｋｇ／ｍ^３の割合で含
   有されていることを特徴とする、高流動コンクリート。
2. 【請求項２】 セメント、細骨材、粗骨材、石灰石微粉
   末および分離低減剤を含有し、 前記分離低減剤が、ポリマー鎖中に遊離カルボン酸を有
   する共重合体のエマルションを含有しており、 前記細骨材が７５０．０〜９５０．０ｋｇ／ｍ^３、前記
   粗骨材が６００．０〜１０００．０ｋｇ／ｍ^３、前記石
   灰石微粉末が８０ｋｇ／ｍ^３ｇ以上の割合で含有されて
   いることを特徴とする、高流動コンクリート。
3. 【請求項３】 分離低減剤が０．５〜２．０ｋｇ／ｍ^３
   の割合で含有されていることを特徴とする、請求項１ま
   たは２に記載の高流動コンクリート。
4. 【請求項４】 さらに、高性能ＡＥ減水剤が４．５〜１
   ０．０ｋｇ／ｍ^３の割合で含有されていることを特徴と
   する、請求項１〜３のいずれかに記載の高流動コンクリ
   ート。