JP2008031007A - モルタルまたはコンクリート組成物 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメント、骨材、急硬材、および一般式(1)で表されるA成分が10〜90質量%と一般式(2)で表されるB成分が10〜90質量%の割合からなる乾燥収縮低減剤を含有することを特徴とするモルタルまたはコンクリート組成物。
一般式(1) HO{(AO)a(C2H4O)b}−H
ただし、AOは炭素数3および/または4のオキシアルキレン基を表し、a、bはそれぞれ、1≦a、1≦bであり、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bである。ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
一般式(2)R´O(A´O)n´−H
ただし、R´は炭素数で2〜8のアルキル基を表し、A´Oは炭素数2および/または3のオキシアルキレン基を表し、n´は1〜10を表す。
【選択図】なし
Description
モルタルまたはコンクリートの乾燥収縮によるひび割れ防止対策として、従来から乾燥収縮低減剤が使用されている。例えば、炭素数1〜4の低級アルコールのアルキレンオキサイド付加物(特許文献1)、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイドのブロックまたはランダム化合物(特許文献2)、フェノールまたはアルキルフェノールのアルキルオキサイド付加物(特許文献3)、ビスフェノールのアルキルオキサイド付加物(特許文献4)、鎖状炭化水素にエチレンオキサイドとプロピレンオキサイド付加物(特許文献5)等が知られている。
(1)セメント、骨材、急硬材、および一般式(1)で表されるA成分が10〜90質量%と一般式(2)で表されるB成分が10〜90質量%の割合からなる乾燥収縮低減剤を含有することを特徴とするモルタルまたはコンクリート組成物。
一般式(1) HO{(AO)a(C2H4O)b}−H
ただし、AOは炭素数3および/または4のオキシアルキレン基を表し、a、bはそれぞれ、1≦a、1≦bであり、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bである。ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
一般式(2)R´O(A´O)n´−H
ただし、R´は炭素数で2〜8のアルキル基を表し、A´Oは炭素数2および/または3のオキシアルキレン基を表し、n´は1〜10を表す。
(2)乾燥収縮低減剤が液体である(1)のモルタルまたはコンクリート組成物。
(3)セメント、骨材、急硬材、および乾燥収縮低減剤を混合した(1)または(2)のモルタルまたはコンクリート組成物。
(4)ポリマーディスパージョンを含有する(1)〜(3)のいずれかのモルタルまたはコンクリート組成物。
(5)スラグ、シリカフューム、およびフライアッシュの中から選ばれる少なくとも1種の無機粉末を含有する(1)〜(4)のいずれかのモルタルまたはコンクリート組成物。
(6)繊維を含有する(1)〜(5)のいずれかのモルタルまたはコンクリート組成物。
(7)凝結遅延剤を添加した(1)〜(6)のいずれかのモルタルまたはコンクリート組成物。
(8)消泡剤を含有する(1)〜(7)のいずれかのモルタルまたはコンクリート組成物。
カルシウムアルミネートとは、CaO原料やAl2O3原料を混合したものをキルンで焼成したり、電気炉等で溶融したり等の熱処理をして得られるものであり、通常、CaOとして63〜21質量%、Al2O3として37〜79質量%の範囲内の組成にある。さらに、熱処理して得られたものを粉砕し使用される。また、ナトリウム、カリウム、およびリチウム等のアルカリ金属塩が一部固溶したカルシウムアルミネート、SiO2を含有するアルミノケイ酸カルシウム、SO3成分を含むカルシウムサルホアルミネートも使用できる。また、カルシウムアルミネートは性能に影響しない範囲で不純物を含んでも良い。
カルシウムアルミネートの粒度は、ブレーン値で3000cm2/g以上が好ましく、3000cm2/g未満だと水和活性が低下する場合がある。
カルシウムアルミネートの結晶化度については、特に限定されるものではなく、結晶質、非晶質いずれも使用できるが、急硬性という点で非晶質が好ましい。
セッコウとは、強度発現性を向上させるために使用する。セッコウとしては、無水セッコウ、半水セッコウ、およびニ水セッコウ等が挙げられ、これらの1種または2種以上を併用することができる。これらの中では、強度発現性の点で無水セッコウの使用が好ましい。
セッコウの使用量は、カルシウムアルミネート100質量部に対して、30〜300質量部が好ましく50〜200質量部がより好ましい。30質量部未満では、強度発現を改善できない場合があり、300質量部を超えると初期強度発現性に影響する場合がある。
具体的には、アルミン酸塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム塩等が挙げられる。硫酸塩として、アルミニウム、リチウム、ナトリウム、カリウム、鉄塩等や、明礬類等が挙げられる。硝酸塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム塩等が挙げられる。亜硝酸塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム、カルシウム、マグネシウム、バリウム塩等が挙げられる。炭酸塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム塩等が挙げられる。重炭酸塩として、リチウム、ナトリウム、カリウム塩等が挙げられる。ケイ酸塩として、ナトリウム、リチウム、カリウム塩等が挙げられる。リン酸塩として、リチウム塩等が挙げられる。アミン類とは、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、モノエタノールアミン等が挙げられる。シュウ酸類としては、シュウ酸、シュウ酸のカルシウム、ナトリウム、リチウム、カリウム、アルミニウム塩等が挙げられる。これらの中では、アルミン酸塩、硫酸塩、炭酸塩の使用が初期強度増進効果が大きいため好ましい。
A成分は、一般式(1) HO{(AO)a(C2H4O)b}−Hで表されるものである。一般式(1)に示されるAOは、炭素数3および/または4のオキシアルキレン基を表す。炭素数3はオキシプロピレン基、炭素数4はオキシブチレン基を表す。AOは炭素数が5以上であるとセメントと混和する場合、混合による均一化が期待できず、乾燥収縮低減効果が小さくなるので炭素数4以下が好ましい。AOがオキシプロピレン基とオキシブチレン基との共重合の場合は、ランダム付加でもブロック付加でもよい。a、bは、それぞれ、1≦a、1≦bを示し、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bを示す。好ましくは12≦(a+b)≦30である。また、1≦a/b≦10がより好ましく、さらに好ましくは1≦a/b≦5である。a、bがこの範囲を外れるとセメントと混和する場合、空気連行性が大きくなり、強度低下を生じ、乾燥収縮低減効果も小さくなる場合がある。(AO)と(C2H4O)との組み合わせは、ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
B成分は、一般式(2) R´O(A´O)n´−Hで表されるものである。一般式(2)で示されるRは、炭素数2〜8のアルキル基を表し、例えば、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、イソペンチル基、n−ヘキシル基、イソヘキシル基、n−ヘプチル基、イソヘプチル基、n−オクチル基、イソオクチル基を表し、n−ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基が好ましく、n−ブチル基がより好ましい。A´Oは炭素数2および/または3のオキシアルキレン基を表す。炭素数2はオキシエチレン基、炭素数3はオキシプロピレン基を表す。nは1〜10を表し、A´Oが2種以上のオキシアルキレン基の場合は、オキシエチレン基、オキシプロピレン基の重合形態は特に限定されず、ランダム共重合、ブロック共重合、ランダム共重合/ブロック共重合であって良い。nが10を超えると、乾燥収縮低減効果が小さくなるので10以下が好ましく、1〜5がさらに好ましい。
固形分換算で1〜20質量部が好ましく、3〜10質量部がより好ましい。1質量部未満では耐久性の向上効果が小さく、20質量部を超えると強度発現性に影響する場合がある。
セメント:電気化学工業社製、普通ポルトランドセメント
カルシウムアルミネートA:電気炉溶融急冷粉砕物(非晶質)、CaO60質量%,Al2O340質量%、ブレーン比表面積5600cm2/g
カルシウムアルミネートB:電気炉溶融徐冷粉砕物(結晶質)、CaO60質量%、Al2O340質量%、ブレーン比表面積5900cm2/g
カルシウムアルミネートC:電気炉溶融急冷粉砕物(非晶質)、CaO39質量%、Al2O361質量%、ブレーン比表面積5500cm2/g
カルシウムアルミネートD:電気炉溶融急冷粉砕物(非晶質)、CaO23質量%、Al2O377質量%、ブレーン比表面積5700cm2/g
カルシウムアルミネートE:電気炉溶融急冷粉砕物(非晶質)、CaO41質量%、Al2O352質量%、SiO27質量%、ブレーン比表面積6000cm2/g
骨材:新潟県青海産石灰砂、最大骨材粒径1.5mm
水:水道水
乾燥収縮低減剤:表1に示す(イ)50質量部と表1に示す(ロ)50質量部の混合物
圧縮強度比:得られたモルタルを4×4×16cmの型枠に詰め、温度20℃、湿度60%の部屋で気中養生した。その時の測定材齢は、1日と28日。また、温度5℃、湿度60%の部屋で気中養生した。その時の測定材齢は、1日と28日。圧縮強度の測定はJIS R 5201に準拠した。圧縮強度比は、各材齢において本発明の乾燥収縮低減剤を含むモルタルの圧縮強度測定値/乾燥収縮低減剤無添加のモルタルの圧縮強度測定値の比を%で表した。
乾燥収縮低減比:JIS A 1129−3のモルタルおよびコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し、温度20℃、湿度60%で材齢2日を基点とし材齢30日後の長さ変化を測定した。乾燥収縮低減比は、材齢30日後の本発明の乾燥収縮低減剤を含むモルタルの長さ変化測定値/乾燥収縮低減剤無添加のモルタルの長さ変化測定値の比を%で表した。
中性化深さ:JIS A 1171に準拠して測定した。
セッコウ:無水セッコウ、試薬1級、市販品
凝結促進剤A:アルミン酸ナトリウム、試薬1級品
凝結促進剤B:硫酸ナトリウム、試薬1級品
凝結促進剤C:炭酸ナトリウム、試薬1級品
ポリマーディスパージョン:エロテックス社製、再乳化型粉末スチレン−アクリル系樹脂
無機粉末:シリカフューム、市販品
ダレ抵抗性:縦30cm×横30cm×厚み6cmのコンクリート製平版を垂直に立てその表面を湿らせ、厚み2cmでモルタルを塗り付けて24時間後の付着状態を観察した。異常なければ○とし、はらんだり、ずれ落ちたりすれば×とした。試験は温度20℃、湿度60%の室内で行った。
繊維:クラレ社製、ビニロン繊維、繊維長6mm、繊維径26μm
硬化前のひび割れ抵抗性:横30cm×縦30cm×厚さ6cmのコンクリート平板に厚み1cmとなるように打設した。打設完了した試験体は、湿度60%、温度5℃の部屋において、送風機で風速1〜3mの風をあてた状態で1日後のひび割れ状況を確認した。ひび割れ発生が無ければ○とし、微細ひび割れまたは2本以内の場合は△、3本以上の場合は×とした。
凝結遅延剤:クエン酸100質量部に対して炭酸カリウム100質量部を混合した混合物
可使時間:練り混ぜてからコテ塗り作業ができなくなるまでの時間。温度20℃、湿度80%の部屋で測定。
消泡剤:ポリエーテル系消泡剤、市販品
単位容積質量:JIS A 1171に準拠した。
セメント:電気化学工業社製、普通ポルトランドセメント
砂:新潟県姫川産川砂、最大骨材粒径5mm
砂利:新潟県姫川産砕石、最大骨材粒径25mm
リグニンスルホン酸塩系減水剤:市販品
水:水道水
圧縮強度比:得られたコンクリートをφ10×20cmの型枠に詰め、温度20℃、湿度60%の部屋で気中養生した。その時の測定材齢は、1日と28日。また、温度5℃、湿度60%の部屋で気中養生した。その時の測定材齢は、1日と28日。圧縮強度の測定はJIS A 1108に準拠した。圧縮強度比は、各材齢において本発明の乾燥収縮低減剤を含むコンクリートの圧縮強度測定値/乾燥収縮低減剤無添加のコンクリートの圧縮強度測定値の比を%で表した。
乾燥収縮低減比:JIS A 1129−3のモルタルおよびコンクリートの長さ変化試験方法、ダイヤルゲージ法に準拠し、温度20℃、湿度60%で材齢2日を基点とし材齢30日後の長さ変化を測定した。乾燥収縮低減比は、材齢30日後の本発明の乾燥収縮低減剤を含むコンクリートの長さ変化測定値/乾燥収縮低減剤無添加のコンクリートの長さ変化測定値の比を%で表した。
中性化抑制効果:中性化深さをJIS A 1171に準拠して測定した。
Claims (8)
- セメント、骨材、急硬材、および一般式(1)で表されるA成分が10〜90質量%と一般式(2)で表されるB成分が10〜90質量%の割合からなる乾燥収縮低減剤を含有することを特徴とするモルタルまたはコンクリート組成物。
一般式(1) HO{(AO)a(C2H4O)b}−H
ただし、AOは炭素数3および/または4のオキシアルキレン基を表し、a、bはそれぞれ、1≦a、1≦bであり、また、2≦(a+b)≦30、0.4≦a/bである。ランダム付加物でもブロック付加物でも良い。
一般式(2) R´O(A´O)n´−H
ただし、R´は炭素数で2〜8のアルキル基を表し、A´Oは炭素数2および/または3のオキシアルキレン基を表し、n´は1〜10を表す。 - 乾燥収縮低減剤が液体であることを特徴とする請求項1記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
- セメント、骨材、急硬材、および乾燥収縮低減剤を混合した請求項1または2記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
- ポリマーディスパージョンを含有する請求項1〜3のいずれか1項記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
- スラグ、シリカフューム、およびフライアッシュの中から選ばれる少なくとも1種の無機粉末を含有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
- 繊維を含有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
- 凝結遅延剤を添加したことを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項記載の低収縮モルタルまたはコンクリート組成物。
- 消泡剤を含有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項記載のモルタルまたはコンクリート組成物。
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