JP2004231488A

JP2004231488A - セメントコンクリート硬化体

Info

Publication number: JP2004231488A
Application number: JP2003023931A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Kida; 勉木田
Original assignee: Denki Kagaku Kogyo KK
Current assignee: Denka Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2004-08-19

Abstract

【課題】乾燥収縮が少なく曲げひび割れ強度が高く、ひび割れ抵抗性の高い、乾燥収縮低減剤を浸透させたセメントコンクリート硬化体を提供すること。
【解決手段】乾燥収縮低減剤の浸透深さが、表面から０．５ｍｍ以上であるセメントコンクリート硬化体、さらにその表面に、防水剤又は撥水剤を塗布した該セメントコンクリート硬化体、セメント８５〜９５％、膨張材１５〜５％からなるセメント組成物を含有するセメントコンクリートを用いてなる該セメントコンクリート硬化体を構成とする。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、乾燥収縮低減剤を浸透させたセメントコンクリート硬化体に関する。
なお、本発明で使用する部や％は特に規定のない限り質量基準である。
また、本発明でいうセメントコンクリートは、セメントペースト、モルタル、及びコンクリートを総称するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、骨材性状の悪化やポンプ圧送の確保等から、セメントコンクリート硬化体は、その製造時、所定のワーカビリティーを確保するために、必要以上の水量とセメントが使用されるため乾燥収縮量が大きくなっている。
そのため、ひび割れを生じ、構造物の美観、耐久性を損なう恐れがあった。
この課題を解決するために、乾燥収縮低減剤をセメントに混和する方法や乾燥収縮低減剤をセメントコンクリート硬化体に含侵させる方法が提案されている（特許文献１、特許文献２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−０３５３６０号公報
【特許文献２】
特開２００２−１９３６８６号公報
【０００４】
【発明が解決しょうとする課題】
これら従来の方法では、乾燥収縮低減剤に空気連行性を有するために、細骨材の粒度、ミキシング時間、ミキサの形式、練り量、温度、及び運搬時間等の影響を受け、セメントコンクリ−トの空気量の調整と排水の泡立ちに人と時間がかかるという課題があった。
また、乾燥収縮低減剤を含侵させる方法は、セメントコンクリート硬化体を使用するために、空気量調整等は要らなくなるが、含侵、噴霧、及び塗布では浸透が不充分で乾燥収縮低減効果が得られず、ひび割れが生じる恐れがあった。
【０００５】
本発明は、特定の方法よって、前記課題を解消できる知見を得て完成するに至った。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、乾燥収縮低減剤の浸透深さが、表面から０．５ｍｍ以上であるセメントコンクリート硬化体であり、さらにその表面に、防水剤又は撥水剤を塗布した該セメントコンクリート硬化体であり、セメント８５〜９５％、膨張材１５〜５％からなるセメント組成物を含有するセメントコンクリートを用いてなる該セメントコンクリート硬化体である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【０００８】
本発明で使用する乾燥収縮低減剤は、ノニオン系界面活性剤の一種で、通常、純分９９％以上の液体で、セメントコンクリート硬化体（以下、単にセメント硬化体という）中の細孔にある水に溶解して、蒸発するときの表面張力を低下させるものである。
乾燥収縮低減剤の基本構造は、ポリオキシアルキレン重合物を有し、末端に低級アルコ−ル、フェノ−ル、及びアミノ結合物を付加したものである。
具体的には、ポリプロピレングリコ−ル、エチレンオキシドメタノ−ル付加物、エチレンオキシド・プロピレンオキシドブロック重合物、エチレンオキシド・プロピレンオキシドランダム重合物、グリコ−ルのシクロアルキル基付加物、グリコ−ルの両端にメチル基を付加した付加物、グリコ−ルのフェニル基付加物、グリコ−ルにメチルフェニル基を付加したブロック重合物、グリコ−ルの両端にエチレンオキサイドメタノ−ルを付加した付加物、及びグリコ−ルにジメチルアミンを付加した付加物等が使用可能である。
【０００９】
セメント硬化体は、低熱、普通、早強、及び超早強等の各種ポルトランドセメント、これらのポルトランドセメントに高炉スラグ、フライアッシュなどを混合した各種混合セメントのセメントと水等とを使用して水和し硬化したものである。
【００１０】
硬化とは、セメントが凝結状態において終結を終了した以降をいう。
また、浸透は、拡散によるため、細孔が小さくなると時間がかかるので、材齢初期に行なうことが好ましい。
【００１１】
乾燥収縮低減剤を浸透させる方法としては、セメント硬化体を乾燥収縮低減剤に漬ける、セメント硬化体を減圧させた後に乾燥収縮低減剤を接触させる、並びに、セメント硬化体に乾燥収縮低減剤を接触させながら又は接触後に加圧する方法等が挙げられる。
乾燥収縮低減剤をセメント硬化体に接触させる時間は、浸透させる方法により異なり、特に限定されるものではないが、最大で数日間接触させることが好ましい。
【００１２】
セメント硬化体表面からの乾燥収縮低減剤の浸透深さは０．５ｍｍ以上であることが必要である。浸透深さが０．５ｍｍ未満では乾燥収縮低減効果が少ない。浸透深さの上限は特に制限されるものではないが、５ｍｍを超えると浸透に時間や労力を要する場合や強度が低下する場合がある。
【００１３】
乾燥収縮低減剤を浸透させたセメント硬化体の若材齢時は、表面に水が存在すると水に乾燥収縮低減剤が溶出しやすく、乾燥収縮低減効果が低減する場合がある。
その対処として、セメント硬化体製造時に、あらかじめ防水剤を混和する方法やセメント硬化体表面から乾燥収縮低減剤を浸透深さ０．５ｍｍ以上浸透させた後に、表面から、防水剤を塗布又は散布する方法等があり、塗布する方法が経済的である。
【００１４】
塗布する防水剤しては、無機質の珪酸ナトリウムや、合成ゴムラテックスや樹脂エマルジョンなどの有機質の各種ポリマ−デスパ−ジョンが挙げられる。
合成ゴムラテックスとしては、クロロプレンゴム、スチレンブタジエンゴム、及びメタクリル酸メチルブタジエンゴムなどが挙げられ、樹脂エマルジョンとしては、ポリアクリル酸エステル、アクリル酸エステルスチレン、ポリプロピオン酸ビニル、エチレン酢酸ビニル、ポリプロピレン、アスファルト、パラフイン、及びエポキシなどが挙げられる。
防水剤の使用量は、セメント硬化体表面に対して、１０〜２００ｇ／ｍ^２となるように塗布又は散布することが好ましい。１０ｇ／ｍ^２未満では防水効果が少ない場合があり、２００ｇ／ｍ^２を超えると不経済である。
【００１５】
また、混和する防水剤しては、シリカやシリカフュ−ムなどの珪酸質、ジルコニア化合物、ステアリン酸やオレイン酸等の高級脂肪酸化合物、及びパラフインなどが使用可能であり、その使用量は一義的に規定されるものではないが、セメント１００部に対して、０．２〜１５部が好ましい。０．２部未満では防水効果が少ない場合があり、１５部を超えると流動性や強度の低下を生じる場合がある。
【００１６】
本発明では、乾燥収縮低減剤を浸透深さ０．５ｍｍ以上浸透させたセメント硬化体に撥水剤を塗布又は散布することは、若材齢時、セメント硬化体表面に水が存在する場合、水に乾燥収縮低減剤が溶出することを防止する面から好ましい。
撥水剤としては、有機溶剤系アクリルシリコ−ン、有機溶剤系アルキルアルコキシシラン、エマルジョン系アルキルアルコキシシラン、及びエマルジョン系シラン・シロキサンなどが挙げられる。
撥水剤の使用量は、セメント硬化体表面に対して、１０〜２００ｇ／ｍ^２となるように塗布又は散布することが好ましい。１０ｇ／ｍ^２未満では撥水効果が少ない場合があり、２００ｇ／ｍ^２を超えると不経済である。
【００１７】
本発明において、セメント８５〜９５部と膨張材１５〜５部からなるセメント組成物を含有するセメントコンクリートを使用して製造したセメント硬化体の表面から乾燥収縮低減剤の浸透深さを０．５ｍｍ以上にしたものは、ひび割れに対する抵抗性が大きくなる面から好ましい。
【００１８】
膨張材としては、エトリンガイト系、エトリンガイト・石灰複合系、及び石灰系等があり、いずれも使用可能である。
膨張材の粒度は特に限定されるものではないが、通常、ブレ−ン比表面積値で２，０００〜４，０００ｃｍ^２／ｇが好ましい。２，０００ｃｍ^２／ｇ未満では未反応物が長期間残存して耐久性が低下する場合があり、４，０００ｃｍ^２／ｇを超えると水和反応が早く、所定の膨張が得られない場合がある。
膨張材の使用量は、セメント８０〜９７部に対して、２０〜３部が好ましく、セメント８５〜９５部に対して、１５〜５部がより好ましい。膨張材が３部未満では収縮低減効果が少ない場合があり、２０部を超えると膨張量が大きすぎて強度が低下する場合がある。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実験例に基づいてさらに説明する。
【００２０】
実験例１
表１に示すセメントと膨張材αの合計１００部と、細骨材２００部とをミキサに投入し３０秒空練りし、その後、水４５部を添加し、９０秒練り混ぜモルタルを調製した。
調製したモルタルを用い、ＪＩＳＡ６２０２「コンクリ−ト用膨張材」に準じ４×４×１６ｃｍに成型しセメント硬化体を得た。材齢１日後に脱型し、セメント硬化体と乾燥収縮低減剤Ａをポリ袋に入れ、浸透深さの試験を行った。
所定の浸透深さに達した後、セメント硬化体の周りの乾燥収縮低減剤を拭き取り、水を用いて材齢１４日まで養生し、乾燥収縮量を測定した。結果を表１に併記する。
【００２１】
＜使用材料＞
セメント：普通ポルトランドセメント、３種混合品
膨張材α ：エトリンガイト系膨張材、市販品
細骨材：川砂、５ｍｍ下、比重２．６０
乾燥収縮低減剤Ａ：エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、市販品
【００２２】
＜測定方法＞
浸透深さ：脱型した４×４×１６ｃｍの供試体と乾燥収縮低減剤をポリ袋に入れ、密封し、セメント硬化体表面からの変色深さをノギスを用いて測定
乾燥収縮量：ＪＩＳＡ６２０２「コンクリート用膨張材」に準じて測定
【００２３】
【表１】

【００２４】
実験例２
表２に示すセメントと膨張材を用いて、乾燥収縮低減剤を浸透深さ２ｍｍまで浸透させ、乾燥収縮量と圧縮強度を測定したこと以外は実験例１と同様に行った。結果を表２に併記する。
【００２５】
＜測定方法＞
圧縮強度：ＪＩＳＡ６２０２「コンクリート用膨張材」に準じて測定
【００２６】
【表２】

【００２７】
実験例３
表３に示すセメントと膨張材を用いて、乾燥収縮低減剤を浸透深さ２ｍｍまで浸透させたセメント硬化体に、表３に示す防水剤を１５０ｇ／ｍ^２塗布し、皮膜を形成後、セメント硬化体体積の１００倍の水道水中に７日養生した後に、乾燥収縮量を測定したこと以外は、実験例１と同様に行なった。結果を表３に併記する。
【００２８】
＜使用材料＞
防水剤Ａ：スチレンブタジエン
防水剤Ｂ：ポリアクリル酸エステル
防水剤Ｃ：エチレン酢酸ビニル
防水剤Ｄ：パラフイン
【００２９】
【表３】

【００３０】
実験例４
乾燥収縮低減剤を浸透深さ２ｍｍまで浸透させたセメント硬化体に、表４に示す撥水剤を１５０ｇ／ｍ^２塗布したこと以外は、実験例３と同様に行なった。結果を表４に併記する。
【００３１】
＜使用材料＞
撥水剤ａ：有機溶剤系アクリルシリコーン
撥水剤ｂ：有機溶剤系アルキルアルコキシシラン
撥水剤ｃ：エマルジョン系アルキルアルコキシシラン
撥水剤ｄ：エマルジョン系シラン・シロキサン
【００３２】
【表４】

【００３３】
実験例５
セメント２８２ｋｇ／ｍ^３、膨張材β２０ｋｇ／ｍ^３、水１８４ｋｇ／ｍ^３、細骨材８４６ｋｇ／ｍ^３、及び粗骨材９５６ｋｇ／ｍ^３と、ＡＥ減水剤を標準添加量用いて練り混ぜた。
練り混ぜと養生は２０℃、８０％ＲＨで行い、目標スランプ１８ｃｍ、空気量４．５±０．５％になるように調整した。
打設１日後に脱型し、乾燥収縮低減剤液中に浸漬し、コンクリ−ト表面から浸透させその深さが２ｍｍになるように３日間浸漬し、その後、乾燥収縮量と曲げひび割れ強度を測定した。結果を表６に示す。
比較のため、乾燥収縮低減剤の換わりに、水道水を使用し比較を行なった。
【００３４】
＜使用材料＞
膨張材β ：エトリンガイト・石灰複合系膨張材、市販品
粗骨材：川砂利、密度２．７１
ＡＥ減水剤：主成分ポリオール系、市販品
乾燥収縮低減剤Ｂ：低級アルコ−ルアルキレンオキシド付加物
【００３５】
＜測定方法＞
曲げひび割れ強度：乾燥収縮量を測定した材齢６ケ月の供試体を用い、ＪＩＳＡ１１０６「コンクリートの曲げ試験方法」に準じて測定
【００３６】
【表５】

【００３７】
【発明の効果】
本発明の乾燥収縮低減剤を０．５ｍｍ以上浸透させたセメント硬化体は、乾燥収縮が少なく曲げひび割れ強度が高く、ひび割れ抵抗性の高いものとなった。

Claims

乾燥収縮低減剤の浸透深さが、表面から０．５ｍｍ以上であることを特徴とするセメントコンクリート硬化体。
さらにその表面に、防水剤又は撥水剤を塗布することを特徴とする請求項１に記載のセメントコンクリート硬化体。
セメントコンクリート硬化体が、セメント８５〜９５％、膨張材１５〜５％からなるセメント組成物を含有するセメントコンクリートを用いてなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のセメントコンクリート硬化体。