JP2004107101A - ポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料 - Google Patents
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Abstract
【課題】優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有する建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等に用いられるポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料を提供する。
【解決手段】セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
【選択図】 なし
【解決手段】セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
【選択図】 なし
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等に用いられるポーラスコンクリートの製造方法、並びに、ポーラスコンクリート用混和材料に関し、更に詳しくは、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、ポーラスコンクリートは、雨水の水はけが良く、吸音性に優れ、草木の植裁が可能であることから、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等、様々な用途に用いられている。
【０００３】
また、ポーラスコンクリートは、内部に空隙を有することから、通常のコンクリートに比べ曲げ強度が小さく、これまで交通量の多い道路舗装に適用することは困難であったが、近年、この強度面の問題を解決するため鋭意検討が進められた結果、優れた透水性と曲げ強度を有し交通量の多い道路舗装にも適用可能なポーラスコンクリートが開発・開示されてきている。
例えば、粗骨材と共に用いられるペーストまたはモルタルの配合量、構成成分等を特定してなる現場打ち透水性コンクリート舗装及びその施工方法（例えば、特許文献１参照。）。また、粗骨材と該粗骨材に対する容積比を特定したペースト又はモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる早強型透水性コンクリート製品であって、上記ペースト又はモルタルとからなる組成物中にポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン酸を必須とする共重合体を使用する早強型透水性コンクリート製品及びその車道用舗装法（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２７３１０５号公報（特許請求の範囲、表１及び表２等）
【特許文献２】
特開２００１−２１３６７３号公報（特許請求の範囲、表１及び表２等）
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２等に記載されるポーラスコンクリート等は、その特徴的な構造から水分の逸散が大きく、また、セメントと水の水和反応などにより時間の経過と共にコンシステンシー（フレッシュ性状）が低下し、作業性の低下をきたすこととなる。よって、生コンクリート工場に於いて製造した場合、打設箇所への運搬時間の制約、打設現場での待機時間等による品質変化、施工性不良などの障害を起こすという課題が生じる。また、コンクリート二次製品製造工場などにおいては、昼休みやトラブルによる作業の一時中断後、再び作業を開始した際に型枠への充填不足や未充填等の課題を生じることとなる。
従って、ポーラスコンクリートにおける作業性の低下は、生コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、ポーラスコンクリートの品質管理上及び作業性改善のために解決しなければならない重要な課題であるにも関わらず、未だ解決されているとは言い難いのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート混和材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定の混和材料をポーラスコンクリートの製造に用いることによって、従来の課題を効果的に解決できることを知見し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の（１）〜（６）に存する。
（１） セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
（２） 混和材料として、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有する混和材料を用いる上記（１）記載のポーラスコンクリートの製造方法。
（３） 混和材料として、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する混和材料を用いる上記（１）又は（２）記載のポーラスコンクリートの製造方法。
（４） （メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において、（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体からなることを特徴とするポーラスコンクリート用混和材料。
（５） 混和材料が、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種オキシカルボン酸ないし、その塩を含有する上記（４）記載のポーラスコンクリート用混和材料。
（６） 混和材料が、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する上記（４）又は（５）記載のポーラスコンクリート用混和材料。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について詳述する。
本発明のポーラスコンクリートの製造方法は、セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするものである。
また、本発明のポーラスコンクリート用混和材料は、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において、（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体からなることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の製造方法で用いられるセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、ホワイトセメント、アルミナセメント、超速硬セメント等が挙げられる。
また、資源リサイクルなどの点から、セメントの一部を高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種または二種以上から選ばれる無機粉体で置換して用いてもよい。なお、無機粉体を用いる場合、セメント１００に対する無機粉体の割合は５０以下（質量比）とすることが好ましく、より好ましくは、３０以下（質量比）とすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の製造方法で用いられる粗骨材としては、例えば、粒径２．５〜４０ｍｍの砂利、砕石、または、これらの混合物や軽量骨材等が挙げられる。また、細骨材として、山砂、川砂、海砂、砕砂、また、これらの混合物を併用してもよい。
これらの細骨材を併用することによって、粗骨材がモルタルペーストに被覆され易くなるばかりでなく、硬化後のコンクリートの乾燥収縮によるひび割れを抑制することができることとなる。
【００１１】
本発明の製造方法で用いられる混和材料又は本発明のポーラスコンクリート用混和材料としては、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体が用いられる。
この（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）の割合が５０を越えて大きい場合は、製造されたポーラスコンクリートは経過時間と共に作業性の低下が激しくなり、好ましくない。また、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）の割合が２０未満の場合、ポーラスコンクリート製造時の混練時間を要するばかりでなく、粗骨材に付着したペーストの流動性が時間経過と共に高くなり、粗骨材とペーストが分離してしまうので、ポーラスコンクリートを打設する際に設計した空隙率を均一に保つことが困難となり、好ましくない。
上記混和材料として用いられる（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）は、アクリル酸ないしメタクリル酸をモノマー構成単位とするポリマーを意味するが、好ましいものとしては、セメント分散性能に優れることの点から、（ａ）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（Ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体が挙げられる。
【００１２】
上記（ａ）の単量体は、下記一般式（Ｉ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯ（Ｒ２Ｏ）ｎＲ３ ……（Ｉ）
ここで、上記式（Ｉ）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ２Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、好ましくは７〜３５、より好ましくは、９〜３０である。また、Ｒ３は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
この（ａ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、３〜２５モル％であり、好ましくは、４〜２０モル％、より好ましくは、５〜１７モル％である。
【００１３】
上記（ｂ）単量体は、メタクリル酸及びその中和塩から選ばれる単量体であり、例えば、メタクリル酸又はナトリウムなどの１価金属、カルシウムなどの２価金属、アンモニウム、有機アミンなどの部分中和塩が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。この（ｂ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、５５〜７５モル％であり、好ましくは、６０〜７５モル％である。
また、上記単量体（ａ）と単量体（ｂ）のモル比（ａ）／（ｂ）は、混和初期のセメント分散性能に優れることの点から、好ましくは、０．０５〜０．４、より好ましくは、０．０５〜０．３とすることが望ましい。
【００１４】
上記（Ｃ）単量体は、下記一般式（ＩＩ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）ＣＯＯＲ５ ……（ＩＩ）
ここで、上記式（ＩＩ）中、Ｒ４は水素原子又はメチル基であり、Ｒ５は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基であり、この上記（Ｃ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、５〜３５モル％であり、好ましくは、５〜２５モル％である。
なお、本発明においては、本発明の目的を損なわない限りにおいて、共重合可能な他の単量体を適宜少量用いてもよい。用いることができる他の単量体としては、例えば、２−メチルプロパンスルホン酸（メタ）アクリルアミド、スチレンスルホン酸、マレイン酸、イソブチレン及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１５】
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体の重量平均分子量は、セメント分散性能の点から、好ましくは、５，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは、１０，０００〜７０，０００の範囲のものであることが望ましい。これらの共重合体の塩に用いるアルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましいが、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。なお、ナトリウム等の１価金属塩は、粉体となるものの、アルカリ土類金属塩や多価金属塩と比較して幾分、経時安定性が悪く若干問題がある。
この共重合体の塩の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、重合に用いるメタクリル酸を予めアルカリ土類金属塩又は、多価金属塩とした後で共重合する方法、並びに、メタクリル酸を用いた共重合体溶液をアルカリ土類金属、多価金属の塩又は水酸化物と反応させる方法、更に、共重合体塩の溶液をイオン交換する方法（例えば、メタクリル酸Ｎａをモノマーとした場合、共重合後、ＮａとＣａのイオン交換を行う。）などが挙げられる。
【００１６】
上記共重合体〔（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）〕の粉体化の方法は、特に限定されないが、共重合体塩の溶液を蒸発乾固した後粉砕する方法、共重合体塩の溶液を噴霧乾燥する方法、共重合体塩の溶液を共重合体の貧溶媒に滴下し粉末を析出、濾過、乾燥する方法等、公知の粉体化方法により製造することができる。
【００１７】
一方、本発明において、混和材料として用いられるマレイン酸系ポリマー（ｂ）とは、マレイン酸をモノマーの構成単位とするポリマーを意味するが、好ましいものとしては、セメント分散性能に優れることの点から、（Ｄ）下記一般式（ＩＩＩ）で示される単量体と、（Ｅ）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び／又は、（Ｆ）下記一般式（ＩＶ）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体が挙げられる。
【００１８】
上記（Ｄ）の単量体は、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ６）−（ＣＨ２）ｘＯ−（Ｒ７Ｏ）ｙ−Ｒ８ ……（ＩＩＩ）
ここで、上記式（ＩＩＩ）中Ｒ６は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ７Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、好ましくは１〜８０、より好ましくは、１０〜５０を表す。また、Ｒ８は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
上記（Ｄ）単量体の使用量は、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、１０〜９０モル％であり、好ましくは、３０〜７０モル％、より好ましくは、４０〜６０モル％である。
【００１９】
また、上記（Ｅ）単量体としては、無水マレイン酸又はその加水分解物が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。この（Ｅ）単量体の使用量は、好ましくは、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、４０〜７０モル％であり、好ましくは、４５〜７０モル％である。
【００２０】
上記（Ｆ）単量体としては、下記一般式（ＩＶ）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルが挙げられる。
Ｒ９Ｏ−（Ｒ１０Ｏ）ｚ−Ｗ ………（ＩＶ）
ここで、上記式（ＩＶ）中、Ｒ９は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ１０Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられ、ｚは１〜１００の整数を表し、好ましくは、１〜７０、更に好ましくは、１〜５０を表す。更に、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ１１ＮＨ２（Ｒ９はアルキレン基を示す）を表す。
この（Ｆ）単量体の使用量は、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、０〜７０モル％、好ましくは、４０〜７０モル％である。
【００２１】
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体〔マレイン酸系ポリマー（ｂ）〕の重量平均分子量は、セメント分散保持性能の点から、好ましくは、３，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは、１０，０００〜７０，０００の範囲のものである。
これらの共重合体の塩としては、アルカリ金属も用いることができるが、好ましくは、アルカリ土類金属、多価金属である。アルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、上記メタクリル酸系ポリマー粉体と同様、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましく、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。また、粉体化の方法としては、前述の公知の粉体化方法により製造できる。
【００２２】
本発明において、混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を混合した粉体のセメントに対する添加量は、０．０１〜２．０質量％が好ましく、より好ましくは０．０３〜１．０質量％とすることが望ましい。この混合粉体の添加量が０．０１質量％未満であると、作業性に悪影響を及ぼし、一方、２．０質量％を越えて多すぎると、計画した空隙率を有するポーラスコンクリートを製造することができないばかりでなく、経済的にも不利となる場合がある。
【００２３】
本発明の製造方法に用いる混和材料又は本発明の混和材料において、更に、オキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが望ましい。
このオキシカルボン酸及びその塩は、凝結遅延効果によりペーストの流動性を保持すると共に、当該混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）と相乗的に作用し、時間経過と共に逸散する水分を保持し、作業性が更に改善されるものとなる。
このようなオキシカルボン酸としては、例えば、グルコヘプトン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、ガラクトン酸及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の製造方法におけるオキシカルボン酸又はその塩の好ましい添加量は、セメントに対して、０．０１〜１．０質量％である。この添加量が０．０１質量％未満では、更なる顕著な効果が発現せず、また、１．０質量％超過ではポーラスコンクリートの凝結時間が必要以上に長くなる場合がある。
【００２４】
本発明の製造方法に用いる水の量は、得られるポーラスコンクリートの空隙率、曲げ強度等により変動するものであるが、セメント又はセメントを含む粉体混合物１００質量部に対して、１５〜４０質量部、好ましくは、２０〜３５質量部とすることが望ましい。
また、本発明の製造方法において、ポーラスコンクリートの混練に用いるミキサは、特に限定するものではなく、例えば、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、傾胴式ミキサ等の慣用のミキサで混練可能である。
また、混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、材料を一括してミキサに投入して混練する方法、水以外の材料をミキサに投入し空練りした後に、水を投入して混練する方法等が挙げられる。
本発明の製造方法において、当該混和材料、及び、オキシカルボン酸又はその塩のミキサへの投入方法としては、特に限定されるものではないが、当該混和材料、及び、オキシカルボン酸又はその塩を直接ミキサへ投入する方法、混和材料の所定量をアルカリ解砕性を有する紙で予めパック化しミキサへ投入する方法、高炉スラグ粉、フライアッシュ等の無機粉体と所定の割合で予め混合し、無機粉体と共にミキサに投入する方法などが挙げられる。
【００２５】
本発明の混和材料は、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を含む粉体であるが、（ａ）と（ｂ）を一体化した粉体でもよく、また、（ａ）粉体と（ｂ）粉体を各々、別々にポーラスコンクリート製造時に添加してもよいものであり、好ましくは、前者である。
また、この混和材料には、更に好ましくは、オキシカルボン酸（塩）を含有しても良く、更に、高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種又は二種以上を更にこの混和材料に含有してもよい。
【００２６】
更に、本発明では、本発明の目的を損なわない範囲において、乾燥収縮低減剤を併用することは差し支えない。乾燥収縮低減剤を併用することによって、ポーラスコンクリートのひび割れを更に防止させることが可能となる。
この乾燥収縮低減剤としては、市販されているものを使用することが可能であり、液状又は粉体状のどちらでも使用可能である。乾燥収縮低減剤の添加量は、他の材料と共に混練する場合は、セメントに対して有効分換算で０．３〜２．０質量％、また、ポーラスコンクリート打設後表面に散布する場合は、１００〜５００ｇ／ｃｍ２が好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法によって製造されたポーラスコンクリートは、車道用舗装、建築外構、歩道、駐車場、道路の側壁、河川の護岸、緑化基盤等の用途に適用することができ、その施工方法は特に限定されず、現場施工を行っても、コンクリート二次製品として成形体を施工してもよい。また、製造されるポーラスコンクリートは、上記用途などに応じて、本発明における使用材料の配合組成及びその量を変えることなどにより、所定の空隙率（例えば、１０〜３５％）、所定の曲げ強度（例えば、材齢２８日、２．０〜１０Ｎ／ｍｍ２）とすることができる。
【００２８】
このように構成される本発明では、優れた作業性及び作業性保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料が得られることとなる。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３０】
〔実施例１〜６及び比較例１〜４〕
下記表１に示す使用材料（具体的配合組成）、コンクリート調合及び試験方法（得られるポーラスコンクリートの空隙率、作業性、曲げ強度）をそれぞれ以下に示す。
１．使用材料
下記表１で使用した材料は、以下のとおりである。
（１） セメント；早強ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）
（２） 無機粉体；フライアッシＪＩＳ ＩＩ種（中部電力社製）
（３） 粗骨材；舗装用６号砕石（茨城県岩瀬町産）
（４） 細骨材；細目砂（千葉県利根川産）
（５） 混和材料；前記一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ３が−ＣＨ３、Ｒ２Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｎが２５である単量体、メタクリル酸、及び前記一般式（ＩＩ）において、Ｒ４及びＲ５が−ＣＨ３である単量体の７５／１７／１５（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２８，０００）からなるメタクリル酸系ポリマー粉体（ａ）、及び、前記一般式（ＩＩＩ）においてＲ６が−Ｈ、ｘが１、Ｒ７Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｙが４８、Ｒ８が−ＣＨ３である単量体と無水マレイン酸の５０／５０（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２５，０００）からなるマレイン酸系ポリマー粉体（ｂ）を各々所定量を予め混合して均一、一体化したものを混和材料とした。
（６） オキシカルボン酸又はその塩；グルコン酸ナトリウム
（７） 水：上水道水
【００３１】
２．コンクリート調合
上記材料を使用して下記表１に示す配合組成によりポーラスコンクリートを調製した。ポーラスコンクリートの調製には、ニ軸強制練りミキサー（５０Ｌ）を使用し、水以外の材料をミキサに投入し１５秒間の空練りを行った後に、水を投入して９０秒間練り混ぜを行った。
【００３２】
【表１】
【００３３】
３．試験方法（空隙率、作業性、曲げ強度）
（１） ポーラスコンクリートの作業性を評価するため、ＶＣ振動締め固め試験機により４０秒間締め固めしたときの空隙率を下記方法により算出し、作業性の指標とした。
空隙率は、振動台上に設置したφ２４×高さ２２ｃｍの容器中に所定量（１４．５ｋｇ）のポーラスコンクリート試料を２層に分け投入（各層とも試料投入後、全面にわたり突き棒で３５回均等に突く）し、上載用重錘（２０ｋｇ）がついた透明アクリル板を試料表面に載せ、４０秒間振動締め固めを行ったときの容器上端から透明アクリル板までの深さを測定し、その深さから求めた締め固め密度（締め固め密度（ｋｇ／ｍ３）＝（試料重量）／（試料体積）、及び計画配合における理論密度から空隙率（空隙率（％）＝〔１−締め固め密度／理論密度〕×１００）を求めた。測定は練り上がり直後及び静置９０分経過後に行った。
（２） また、９０分経過後のポーラスコンクリートを１００×１００×４００ｍｍの型枠に投入し、そのときの作業性の評価を下記評価基準で評価した。
評価基準：
◎：設定空隙率で極めて良好に打設可能
○：設定空隙率で良好に打設可能
×：設定空隙率での打設不可、供試体作成不可
（３） 更に、硬化体性状の指標として、材齢２８日における曲げ強度（ＪＩＳ Ａ１１０６−１９９３に準拠）を測定した。
これらの試験結果を下記表２に示す。
【００３４】
【表２】
【００３５】
上記表２の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜６において、混練直後と９０分経過後の空隙率の差が目標の±１．０％以内と小さく、また、良好な作業性を有していた。また、曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２以上を有していた。
一方、本発明の範囲外となる比較例１〜４では、練り上がり直後と９０分経過後の空隙率の差が大きく、９０分経過後に設定した空隙率を有するポーラスコンクリートが得られなかった。なお、所定の空隙率がえられなかったので、曲げ強度は測定しなかった。
以上のことから、本発明のポーラスコンクリートの製造方法によって製造されたポーラスコンクリートは、優れた作業性及び作業保持性を有していることが判明した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のポーラスコンクリートに較べて、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造が可能となり、また、所望の空隙率を維持しつつ、強度に優れたポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料が提供される。
【発明の属する技術分野】
本発明は、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等に用いられるポーラスコンクリートの製造方法、並びに、ポーラスコンクリート用混和材料に関し、更に詳しくは、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料に関する。
【０００２】
【従来技術】
一般に、ポーラスコンクリートは、雨水の水はけが良く、吸音性に優れ、草木の植裁が可能であることから、建築外構、道路舗装、河川の護岸、緑化基盤等、様々な用途に用いられている。
【０００３】
また、ポーラスコンクリートは、内部に空隙を有することから、通常のコンクリートに比べ曲げ強度が小さく、これまで交通量の多い道路舗装に適用することは困難であったが、近年、この強度面の問題を解決するため鋭意検討が進められた結果、優れた透水性と曲げ強度を有し交通量の多い道路舗装にも適用可能なポーラスコンクリートが開発・開示されてきている。
例えば、粗骨材と共に用いられるペーストまたはモルタルの配合量、構成成分等を特定してなる現場打ち透水性コンクリート舗装及びその施工方法（例えば、特許文献１参照。）。また、粗骨材と該粗骨材に対する容積比を特定したペースト又はモルタルとからなる組成物の混練物を型枠に投入して成形し、養生してなる早強型透水性コンクリート製品であって、上記ペースト又はモルタルとからなる組成物中にポリオキシアルキレン化合物と無水マレイン酸を必須とする共重合体を使用する早強型透水性コンクリート製品及びその車道用舗装法（例えば、特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−２７３１０５号公報（特許請求の範囲、表１及び表２等）
【特許文献２】
特開２００１−２１３６７３号公報（特許請求の範囲、表１及び表２等）
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１及び２等に記載されるポーラスコンクリート等は、その特徴的な構造から水分の逸散が大きく、また、セメントと水の水和反応などにより時間の経過と共にコンシステンシー（フレッシュ性状）が低下し、作業性の低下をきたすこととなる。よって、生コンクリート工場に於いて製造した場合、打設箇所への運搬時間の制約、打設現場での待機時間等による品質変化、施工性不良などの障害を起こすという課題が生じる。また、コンクリート二次製品製造工場などにおいては、昼休みやトラブルによる作業の一時中断後、再び作業を開始した際に型枠への充填不足や未充填等の課題を生じることとなる。
従って、ポーラスコンクリートにおける作業性の低下は、生コンクリート工場、二次製品製造工場その他において、ポーラスコンクリートの品質管理上及び作業性改善のために解決しなければならない重要な課題であるにも関わらず、未だ解決されているとは言い難いのが現状である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来の課題及び現状等に鑑み、これを解消しようとするものであり、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート混和材料を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定の混和材料をポーラスコンクリートの製造に用いることによって、従来の課題を効果的に解決できることを知見し、本発明を完成するに至ったのである。
すなわち、本発明は、次の（１）〜（６）に存する。
（１） セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
（２） 混和材料として、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有する混和材料を用いる上記（１）記載のポーラスコンクリートの製造方法。
（３） 混和材料として、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する混和材料を用いる上記（１）又は（２）記載のポーラスコンクリートの製造方法。
（４） （メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において、（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体からなることを特徴とするポーラスコンクリート用混和材料。
（５） 混和材料が、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種オキシカルボン酸ないし、その塩を含有する上記（４）記載のポーラスコンクリート用混和材料。
（６） 混和材料が、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する上記（４）又は（５）記載のポーラスコンクリート用混和材料。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について詳述する。
本発明のポーラスコンクリートの製造方法は、セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするものである。
また、本発明のポーラスコンクリート用混和材料は、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において、（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体からなることを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の製造方法で用いられるセメントとしては、例えば、普通、早強、超早強、中庸熱、低熱ポルトランドセメント等のポルトランドセメントや、ホワイトセメント、アルミナセメント、超速硬セメント等が挙げられる。
また、資源リサイクルなどの点から、セメントの一部を高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種または二種以上から選ばれる無機粉体で置換して用いてもよい。なお、無機粉体を用いる場合、セメント１００に対する無機粉体の割合は５０以下（質量比）とすることが好ましく、より好ましくは、３０以下（質量比）とすることが好ましい。
【００１０】
また、本発明の製造方法で用いられる粗骨材としては、例えば、粒径２．５〜４０ｍｍの砂利、砕石、または、これらの混合物や軽量骨材等が挙げられる。また、細骨材として、山砂、川砂、海砂、砕砂、また、これらの混合物を併用してもよい。
これらの細骨材を併用することによって、粗骨材がモルタルペーストに被覆され易くなるばかりでなく、硬化後のコンクリートの乾燥収縮によるひび割れを抑制することができることとなる。
【００１１】
本発明の製造方法で用いられる混和材料又は本発明のポーラスコンクリート用混和材料としては、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体が用いられる。
この（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）の割合が５０を越えて大きい場合は、製造されたポーラスコンクリートは経過時間と共に作業性の低下が激しくなり、好ましくない。また、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）の割合が２０未満の場合、ポーラスコンクリート製造時の混練時間を要するばかりでなく、粗骨材に付着したペーストの流動性が時間経過と共に高くなり、粗骨材とペーストが分離してしまうので、ポーラスコンクリートを打設する際に設計した空隙率を均一に保つことが困難となり、好ましくない。
上記混和材料として用いられる（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）は、アクリル酸ないしメタクリル酸をモノマー構成単位とするポリマーを意味するが、好ましいものとしては、セメント分散性能に優れることの点から、（ａ）下記一般式（Ｉ）で表される単量体と、（ｂ）メタクリル酸又はその塩と、（Ｃ）下記一般式（ＩＩ）で表される単量体を共重合してなる重量平均分子量５，０００〜１００，０００の範囲である共重合体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなる（メタ）アクリル酸系ポリマー粉体が挙げられる。
【００１２】
上記（ａ）の単量体は、下記一般式（Ｉ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ１）ＣＯＯ（Ｒ２Ｏ）ｎＲ３ ……（Ｉ）
ここで、上記式（Ｉ）中、Ｒ１は水素原子又はメチル基を示し、Ｒ２Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｎは、オキシアルキレン基の付加モル数を示し、この付加モル数（ｎ）は５〜４０の整数であり、好ましくは７〜３５、より好ましくは、９〜３０である。また、Ｒ３は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
この（ａ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、３〜２５モル％であり、好ましくは、４〜２０モル％、より好ましくは、５〜１７モル％である。
【００１３】
上記（ｂ）単量体は、メタクリル酸及びその中和塩から選ばれる単量体であり、例えば、メタクリル酸又はナトリウムなどの１価金属、カルシウムなどの２価金属、アンモニウム、有機アミンなどの部分中和塩が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。この（ｂ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、５５〜７５モル％であり、好ましくは、６０〜７５モル％である。
また、上記単量体（ａ）と単量体（ｂ）のモル比（ａ）／（ｂ）は、混和初期のセメント分散性能に優れることの点から、好ましくは、０．０５〜０．４、より好ましくは、０．０５〜０．３とすることが望ましい。
【００１４】
上記（Ｃ）単量体は、下記一般式（ＩＩ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ４）ＣＯＯＲ５ ……（ＩＩ）
ここで、上記式（ＩＩ）中、Ｒ４は水素原子又はメチル基であり、Ｒ５は炭素数１〜５の水酸基により置換されていてもよいアルキル基であり、この上記（Ｃ）単量体の使用量は、（ａ）、（ｂ）及び（Ｃ）の合計量に対して、５〜３５モル％であり、好ましくは、５〜２５モル％である。
なお、本発明においては、本発明の目的を損なわない限りにおいて、共重合可能な他の単量体を適宜少量用いてもよい。用いることができる他の単量体としては、例えば、２−メチルプロパンスルホン酸（メタ）アクリルアミド、スチレンスルホン酸、マレイン酸、イソブチレン及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は、２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００１５】
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体の重量平均分子量は、セメント分散性能の点から、好ましくは、５，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは、１０，０００〜７０，０００の範囲のものであることが望ましい。これらの共重合体の塩に用いるアルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましいが、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。なお、ナトリウム等の１価金属塩は、粉体となるものの、アルカリ土類金属塩や多価金属塩と比較して幾分、経時安定性が悪く若干問題がある。
この共重合体の塩の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、重合に用いるメタクリル酸を予めアルカリ土類金属塩又は、多価金属塩とした後で共重合する方法、並びに、メタクリル酸を用いた共重合体溶液をアルカリ土類金属、多価金属の塩又は水酸化物と反応させる方法、更に、共重合体塩の溶液をイオン交換する方法（例えば、メタクリル酸Ｎａをモノマーとした場合、共重合後、ＮａとＣａのイオン交換を行う。）などが挙げられる。
【００１６】
上記共重合体〔（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）〕の粉体化の方法は、特に限定されないが、共重合体塩の溶液を蒸発乾固した後粉砕する方法、共重合体塩の溶液を噴霧乾燥する方法、共重合体塩の溶液を共重合体の貧溶媒に滴下し粉末を析出、濾過、乾燥する方法等、公知の粉体化方法により製造することができる。
【００１７】
一方、本発明において、混和材料として用いられるマレイン酸系ポリマー（ｂ）とは、マレイン酸をモノマーの構成単位とするポリマーを意味するが、好ましいものとしては、セメント分散性能に優れることの点から、（Ｄ）下記一般式（ＩＩＩ）で示される単量体と、（Ｅ）無水マレイン酸又はその加水分解物、及び／又は、（Ｆ）下記一般式（ＩＶ）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルを共重合してなる重量平均分子量３，０００〜１００，０００の範囲である共重体のアルカリ土類金属及び多価金属から選ばれる一種又は、二種以上の塩からなるマレイン酸系ポリマー粉体が挙げられる。
【００１８】
上記（Ｄ）の単量体は、下記一般式（ＩＩＩ）で表されるものである。
ＣＨ２＝Ｃ（Ｒ６）−（ＣＨ２）ｘＯ−（Ｒ７Ｏ）ｙ−Ｒ８ ……（ＩＩＩ）
ここで、上記式（ＩＩＩ）中Ｒ６は、水素原子又はメチル基を示し、Ｒ７Ｏは炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられる。また、ｘは０又は１を示し、ｙは１〜１００の整数、好ましくは１〜８０、より好ましくは、１０〜５０を表す。また、Ｒ８は水素原子又は炭素原子１〜５のアルキル基を示し、例えば、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。
上記（Ｄ）単量体の使用量は、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、１０〜９０モル％であり、好ましくは、３０〜７０モル％、より好ましくは、４０〜６０モル％である。
【００１９】
また、上記（Ｅ）単量体としては、無水マレイン酸又はその加水分解物が挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。この（Ｅ）単量体の使用量は、好ましくは、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、４０〜７０モル％であり、好ましくは、４５〜７０モル％である。
【００２０】
上記（Ｆ）単量体としては、下記一般式（ＩＶ）で示されるポリアルキレングリコール系化合物の無水マレイン酸エステルが挙げられる。
Ｒ９Ｏ−（Ｒ１０Ｏ）ｚ−Ｗ ………（ＩＶ）
ここで、上記式（ＩＶ）中、Ｒ９は、炭素数１〜４のアルキル基を示し、例えばメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基などが挙げられる。また、Ｒ１０Ｏは、炭素数２〜４のオキシアルキレン基、例えば、―ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ２ＣＨ３）Ｏ−、―ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２Ｏ―等が挙げられ、ｚは１〜１００の整数を表し、好ましくは、１〜７０、更に好ましくは、１〜５０を表す。更に、Ｗは、Ｈ（水素原子）又はＲ１１ＮＨ２（Ｒ９はアルキレン基を示す）を表す。
この（Ｆ）単量体の使用量は、（Ｄ）、（Ｅ）及び（Ｆ）の合計量に対して、０〜７０モル％、好ましくは、４０〜７０モル％である。
【００２１】
本発明において、上記各単量体を共重合してなる共重合体〔マレイン酸系ポリマー（ｂ）〕の重量平均分子量は、セメント分散保持性能の点から、好ましくは、３，０００〜１００，０００（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法、ポリエチレングリコール換算）、より好ましくは、１０，０００〜７０，０００の範囲のものである。
これらの共重合体の塩としては、アルカリ金属も用いることができるが、好ましくは、アルカリ土類金属、多価金属である。アルカリ土類金属、多価金属としては、例えば、上記メタクリル酸系ポリマー粉体と同様、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム等が望ましく、製造の容易さ、価格の点からカルシウムが望ましい。また、粉体化の方法としては、前述の公知の粉体化方法により製造できる。
【００２２】
本発明において、混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を混合した粉体のセメントに対する添加量は、０．０１〜２．０質量％が好ましく、より好ましくは０．０３〜１．０質量％とすることが望ましい。この混合粉体の添加量が０．０１質量％未満であると、作業性に悪影響を及ぼし、一方、２．０質量％を越えて多すぎると、計画した空隙率を有するポーラスコンクリートを製造することができないばかりでなく、経済的にも不利となる場合がある。
【００２３】
本発明の製造方法に用いる混和材料又は本発明の混和材料において、更に、オキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有することが望ましい。
このオキシカルボン酸及びその塩は、凝結遅延効果によりペーストの流動性を保持すると共に、当該混和材料に用いられるメタクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）と相乗的に作用し、時間経過と共に逸散する水分を保持し、作業性が更に改善されるものとなる。
このようなオキシカルボン酸としては、例えば、グルコヘプトン酸、グルコン酸、クエン酸、リンゴ酸、ガラクトン酸及びそれらの１価金属塩、２価金属塩、アンモニウム塩、有機アミン塩などを挙げられ、これらの１種を単独で又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
本発明の製造方法におけるオキシカルボン酸又はその塩の好ましい添加量は、セメントに対して、０．０１〜１．０質量％である。この添加量が０．０１質量％未満では、更なる顕著な効果が発現せず、また、１．０質量％超過ではポーラスコンクリートの凝結時間が必要以上に長くなる場合がある。
【００２４】
本発明の製造方法に用いる水の量は、得られるポーラスコンクリートの空隙率、曲げ強度等により変動するものであるが、セメント又はセメントを含む粉体混合物１００質量部に対して、１５〜４０質量部、好ましくは、２０〜３５質量部とすることが望ましい。
また、本発明の製造方法において、ポーラスコンクリートの混練に用いるミキサは、特に限定するものではなく、例えば、二軸強制練りミキサ、パン型ミキサ、傾胴式ミキサ等の慣用のミキサで混練可能である。
また、混練方法は、特に限定するものではなく、例えば、材料を一括してミキサに投入して混練する方法、水以外の材料をミキサに投入し空練りした後に、水を投入して混練する方法等が挙げられる。
本発明の製造方法において、当該混和材料、及び、オキシカルボン酸又はその塩のミキサへの投入方法としては、特に限定されるものではないが、当該混和材料、及び、オキシカルボン酸又はその塩を直接ミキサへ投入する方法、混和材料の所定量をアルカリ解砕性を有する紙で予めパック化しミキサへ投入する方法、高炉スラグ粉、フライアッシュ等の無機粉体と所定の割合で予め混合し、無機粉体と共にミキサに投入する方法などが挙げられる。
【００２５】
本発明の混和材料は、（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を含む粉体であるが、（ａ）と（ｂ）を一体化した粉体でもよく、また、（ａ）粉体と（ｂ）粉体を各々、別々にポーラスコンクリート製造時に添加してもよいものであり、好ましくは、前者である。
また、この混和材料には、更に好ましくは、オキシカルボン酸（塩）を含有しても良く、更に、高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類のうち、一種又は二種以上を更にこの混和材料に含有してもよい。
【００２６】
更に、本発明では、本発明の目的を損なわない範囲において、乾燥収縮低減剤を併用することは差し支えない。乾燥収縮低減剤を併用することによって、ポーラスコンクリートのひび割れを更に防止させることが可能となる。
この乾燥収縮低減剤としては、市販されているものを使用することが可能であり、液状又は粉体状のどちらでも使用可能である。乾燥収縮低減剤の添加量は、他の材料と共に混練する場合は、セメントに対して有効分換算で０．３〜２．０質量％、また、ポーラスコンクリート打設後表面に散布する場合は、１００〜５００ｇ／ｃｍ２が好ましい。
【００２７】
本発明の製造方法によって製造されたポーラスコンクリートは、車道用舗装、建築外構、歩道、駐車場、道路の側壁、河川の護岸、緑化基盤等の用途に適用することができ、その施工方法は特に限定されず、現場施工を行っても、コンクリート二次製品として成形体を施工してもよい。また、製造されるポーラスコンクリートは、上記用途などに応じて、本発明における使用材料の配合組成及びその量を変えることなどにより、所定の空隙率（例えば、１０〜３５％）、所定の曲げ強度（例えば、材齢２８日、２．０〜１０Ｎ／ｍｍ２）とすることができる。
【００２８】
このように構成される本発明では、優れた作業性及び作業性保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料が得られることとなる。
【００２９】
【実施例】
次に、実施例及び比較例により本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではない。
【００３０】
〔実施例１〜６及び比較例１〜４〕
下記表１に示す使用材料（具体的配合組成）、コンクリート調合及び試験方法（得られるポーラスコンクリートの空隙率、作業性、曲げ強度）をそれぞれ以下に示す。
１．使用材料
下記表１で使用した材料は、以下のとおりである。
（１） セメント；早強ポルトランドセメント（住友大阪セメント社製）
（２） 無機粉体；フライアッシＪＩＳ ＩＩ種（中部電力社製）
（３） 粗骨材；舗装用６号砕石（茨城県岩瀬町産）
（４） 細骨材；細目砂（千葉県利根川産）
（５） 混和材料；前記一般式（Ｉ）において、Ｒ１及びＲ３が−ＣＨ３、Ｒ２Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｎが２５である単量体、メタクリル酸、及び前記一般式（ＩＩ）において、Ｒ４及びＲ５が−ＣＨ３である単量体の７５／１７／１５（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２８，０００）からなるメタクリル酸系ポリマー粉体（ａ）、及び、前記一般式（ＩＩＩ）においてＲ６が−Ｈ、ｘが１、Ｒ７Ｏが−ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−、ｙが４８、Ｒ８が−ＣＨ３である単量体と無水マレイン酸の５０／５０（モル比）の共重合体のカルシウム塩（重量平均分子量；２５，０００）からなるマレイン酸系ポリマー粉体（ｂ）を各々所定量を予め混合して均一、一体化したものを混和材料とした。
（６） オキシカルボン酸又はその塩；グルコン酸ナトリウム
（７） 水：上水道水
【００３１】
２．コンクリート調合
上記材料を使用して下記表１に示す配合組成によりポーラスコンクリートを調製した。ポーラスコンクリートの調製には、ニ軸強制練りミキサー（５０Ｌ）を使用し、水以外の材料をミキサに投入し１５秒間の空練りを行った後に、水を投入して９０秒間練り混ぜを行った。
【００３２】
【表１】
３．試験方法（空隙率、作業性、曲げ強度）
（１） ポーラスコンクリートの作業性を評価するため、ＶＣ振動締め固め試験機により４０秒間締め固めしたときの空隙率を下記方法により算出し、作業性の指標とした。
空隙率は、振動台上に設置したφ２４×高さ２２ｃｍの容器中に所定量（１４．５ｋｇ）のポーラスコンクリート試料を２層に分け投入（各層とも試料投入後、全面にわたり突き棒で３５回均等に突く）し、上載用重錘（２０ｋｇ）がついた透明アクリル板を試料表面に載せ、４０秒間振動締め固めを行ったときの容器上端から透明アクリル板までの深さを測定し、その深さから求めた締め固め密度（締め固め密度（ｋｇ／ｍ３）＝（試料重量）／（試料体積）、及び計画配合における理論密度から空隙率（空隙率（％）＝〔１−締め固め密度／理論密度〕×１００）を求めた。測定は練り上がり直後及び静置９０分経過後に行った。
（２） また、９０分経過後のポーラスコンクリートを１００×１００×４００ｍｍの型枠に投入し、そのときの作業性の評価を下記評価基準で評価した。
評価基準：
◎：設定空隙率で極めて良好に打設可能
○：設定空隙率で良好に打設可能
×：設定空隙率での打設不可、供試体作成不可
（３） 更に、硬化体性状の指標として、材齢２８日における曲げ強度（ＪＩＳ Ａ１１０６−１９９３に準拠）を測定した。
これらの試験結果を下記表２に示す。
【００３４】
【表２】
上記表２の結果から明らかなように、本発明範囲となる実施例１〜６において、混練直後と９０分経過後の空隙率の差が目標の±１．０％以内と小さく、また、良好な作業性を有していた。また、曲げ強度は４．５Ｎ／ｍｍ２以上を有していた。
一方、本発明の範囲外となる比較例１〜４では、練り上がり直後と９０分経過後の空隙率の差が大きく、９０分経過後に設定した空隙率を有するポーラスコンクリートが得られなかった。なお、所定の空隙率がえられなかったので、曲げ強度は測定しなかった。
以上のことから、本発明のポーラスコンクリートの製造方法によって製造されたポーラスコンクリートは、優れた作業性及び作業保持性を有していることが判明した。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、従来のポーラスコンクリートに較べて、優れた作業性及び作業保持性、高い利便性を有するポーラスコンクリートの製造が可能となり、また、所望の空隙率を維持しつつ、強度に優れたポーラスコンクリートの製造方法及びポーラスコンクリート用混和材料が提供される。
Claims (6)
- セメント、粗骨材、混和材料及び水を混練することにより製造するポーラスコンクリートの製造方法において、上記混和材料として（メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体を用いることを特徴とするポーラスコンクリートの製造方法。
- 混和材料として、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有する混和材料を用いる請求項１記載のポーラスコンクリートの製造方法。
- 混和材料として、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する混和材料を用いる請求項１又は２記載のポーラスコンクリートの製造方法。
- （メタ）アクリル酸系ポリマー（ａ）及びマレイン酸系ポリマー（ｂ）を、（ａ）と（ｂ）の合計１００において、（ａ）／（ｂ）＝２０〜５０／５０〜８０（質量比）の割合で含有する粉体からなることを特徴とするポーラスコンクリート用混和材料。
- 混和材料が、更にオキシカルボン酸及びその塩から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項４記載のポーラスコンクリート用混和材料。
- 混和材料が、更に高炉スラグ粉、フライアッシュ、シリカフューム、石膏、粘土鉱物粉及び石粉類の中から選ばれる少なくとも１種の無機粉体を含有する請求項４又は５記載のポーラスコンクリート用混和材料。
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| JP2008223385A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | ポーラスコンクリート及びその製造方法 |
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|---|---|---|---|---|
| JP2008222518A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | 収縮低減性ポーラスコンクリート及びその製造方法 |
| JP2008223385A (ja) * | 2007-03-14 | 2008-09-25 | Sumitomo Osaka Cement Co Ltd | ポーラスコンクリート及びその製造方法 |
| JP2014224384A (ja) * | 2013-05-16 | 2014-12-04 | 三和グランド株式会社 | 舗装材および舗装用ブロック |
| JP2015100738A (ja) * | 2013-11-25 | 2015-06-04 | 大成建設株式会社 | 吸着層用材料、吸着層および吸着層の施工方法 |
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