JP2009234893A - 耐硫酸性セメント組成物及び耐硫酸性コンクリート - Google Patents

Abstract

【課題】ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩を多量に含む耐硫酸性セメント組成物において、自己充てん性の高いセメント組成物を提供する。
【解決手段】セメントと石灰石微粉末との質量部比率が２０：８０〜１００：０の無機質粉体組成物と、該無機質粉体組成物１００質量部に対してナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩０．５〜５質量部と、水溶性増粘剤と、無機増粘剤とを含み、水溶性増粘剤が、アクリル系水溶性高分子、バイオポリマー、グリコール系水溶性高分子及びセルロース系水溶性高分子からなる群より選ばれる１種以上であり、無機増粘剤が、アタパルジャイト、セピオライト及びベントナイトからなる群より選ばれる１種以上である、耐硫酸性セメント組成物である。
【選択図】なし

Description

本発明は、下水道、温泉地などの硫酸あるいは硫酸塩による腐食が問題となる箇所での施工性及び自己充てん性に優れる耐硫酸性セメント組成物及び耐硫酸性コンクリートに関する。

下水道、温泉地等の硫酸もしくは硫酸塩にさらされる箇所においては、従来から、硫酸によるセメント硬化体の腐食が問題となっている。さらに近年、酸性雨による腐食は、下水道、温泉地等の限定された箇所での問題に留まらず、セメントを使用した構築物全体の問題となっている。

セメント硬化物（モルタルやコンクリート）は硫酸に長期間接触し続けると、難溶性の石膏を形成すると共に、シリカゲルやアルミナゲルを生成する。コンクリートに対する硫酸のこの作用は、当然、酸の濃度に依存する。ｐＨが２より低くない（硫酸濃度０．１％以下）場合には、炭酸ガスや低濃度の酸による腐食，又は硫酸塩などの腐食性を示す塩類などによる腐食の場合と同様に、コンクリートを緻密化させることが腐食物質の内部への浸透を抑制する点から効果があり、高性能ＡＥ減水剤等の使用により作業性を確保しながら水セメント比を低下させることにより耐食性を向上させることができる。しかし硫酸の濃度が高くなるとコンクリートの緻密化のみでは対応が難しく、例えばｐＨが２より低くなると、セメント素材自体に硫酸に対する抵抗性を期待することは困難である。

ｐＨが２より低い場合における硫酸によるセメント硬化物の劣化の防止法として、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩を多量に添加する方法が提案されている（特許文献１、２及び３参照）。
特開２００４−３３１４５８号公報 特開２００４−３３１４５９号公報 特開２００５−３３１０６２号公報

しかしながら、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩を多量に添加したコンクリート組成物は、自己充てん性能が要求される工事では、通常の自己充てんコンクリートと比較して、自己充てん性や骨材分離性能の面で劣り、更なる改善が望まれていた。

そこで、本発明は、耐硫酸性付与のためにナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩を多量に添加した場合でも、自己充てん性の高いコンクリート成形体を与えることのできるセメント組成物及びコンクリート組成物を提供することを目的とする。

本発明に係る耐硫酸性セメント組成物は、セメントと石灰石微粉末との質量部比率が２０：８０〜１００：０の無機質粉体組成物と、無機質粉体組成物１００質量部に対してナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩０．５〜５質量部と、水溶性増粘剤と、無機増粘剤とを含む耐硫酸性セメント組成物であって、水溶性増粘剤がアクリル系水溶性高分子、バイオポリマー及びグリコール系水溶性高分子からなる群より選ばれる１種以上であり、無機増粘剤がアタパルジャイト、セピオライト及びベントナイトからなる群より選ばれる１種以上である、耐硫酸性セメント組成物である。

また、本発明に係る耐硫酸性コンクリート組成物は、本発明の耐硫酸性セメント組成物と骨材と水とを含む耐硫酸性コンクリート組成物である。

本発明に係る耐硫酸性セメント組成物や耐硫酸性コンクリート組成物によれば、耐硫酸性及び自己充てん性に優れるコンクリートを提供することができる。特に、５質量％硫酸水溶液（ｐＨ約０．３）に２８日間浸せきしたときの侵食深さを３ｍｍ以下にすることができる。

先ず、耐硫酸性セメント組成物について説明する。耐硫酸性セメント組成物は、セメント、石灰石粉末、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩、水溶性増粘剤及び無機増粘剤により構成される。

セメントとしては、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、耐硫酸塩ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、低熱ポルトランドセメント，高炉セメント，フライアッシュセメント，シリカフュームセメント，アルミナセメント等を挙げることができる。

また、石灰石粉末のブレーン比表面積（ＪＩＳ Ｒ ５２０１「セメントの物理試験方法」に準拠して測定）は、２０００ｃｍ^２／ｇ以上、好ましくは３０００ｃｍ^２／ｇ以上、特に好ましくは４０００ｃｍ^２／ｇ以上、更に好ましくは４０００ｃｍ^２／ｇ以上であり、かつ８０００ｃｍ^２／ｇ以下である。石灰石粉末の耐硫酸性の発現機序は明確にされていないが、バリアとなる石膏が生成しやすいこと、石膏生成時の膨張が少ないこと等が関係していると考えられる。

また、セメント及び石灰石粉末で構成される無機質粉体組成物は、セメントと石灰石粉末とが、質量部比率が２０：８０〜１００：０、好ましくは２０：８０〜８０：２０、特に好ましくは３０：７０〜７０：３０、更に好ましくは４０：６０〜６０：４０の範囲で含まれることが好ましい。無機質粉体組成物における石灰石粉末の質量部比率が８０以内であれば、侵食に対する抵抗性の低下を十分防止することができる。なお、侵食に対する抵抗性を高めるには、無機質粉体組成物における石灰石粉末の質量部比率を４０〜６０にするのが望ましい。

ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量は、セメントと石灰石粉末の混合物である無機質粉体組成物１００質量部に対して、固形分換算で０．１〜５質量部、好ましくは０．３〜３質量部である。ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量が０．１質量部以上であれば、減水性は発現し、耐硫酸性も十分発揮する。また、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩の添加量の増加とともに耐硫酸性は向上するが、５質量部を越えると耐硫酸性の更なる改善効果はあまり見られなくなるため、添加量は５質量部以下で十分である。

ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩により耐硫酸性が向上する要因は明確ではないが、硫酸溶液に浸せきした硬化物のＳＥＭ観察において、表面に通常見られない石膏の緻密な層が認められる。このことから、この石膏層がバリアとなって硫酸の浸透を抑制しているものと考えることができる。

セメントの組成物は、硫酸溶液中で溶解し石膏を析出するが、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩によって石膏の析出機序が変化して、上記のような緻密な石膏層が形成されたものと推察される。

なお、耐硫酸性セメント組成物を構成するセメント、石灰石粉末、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩、水溶性増粘剤、無機増粘剤などの材料は、セメント組成物あるいはセメント組成物ペーストにそれぞれ単独で添加して使用することができる。また、その一部あるいは全部を予め混合して用いることもできる。予め混合して用いる場合には、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩は粉体状のものを用いることが好ましい。予め混合して用いる方法は、添加量の少ない増粘剤やコンクリートミキサで混合し難い微粉末を均一に混合するのに適している。

水溶性増粘剤としては、アクリル系水溶性高分子、バイオポリマー、グリコール系水溶性高分子、セルロース系水溶性高分子等から選ばれる１種、又はこれらの混合物が挙げられる。ここで、アクリル系水溶性高分子としては、例えば、アクリルアミドとアクリル酸の共重合体、ポリアクリル酸等を例示することができる。また、バイオポリマーとしては、β−１、３グルカン、水溶性ポリサッカライド等を例示することができる。グリコール系水溶性高分子としては、ポリアルキレングリコール、ジステアリン酸グリコール、繊維素グリコール酸等を例示することができる。セルロース系水溶性高分子としては、例えば、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース等のアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルセルロース、ヒドロキシアルキルアルキルセルロース等を例示することができる。

水溶性増粘剤は、無機質粉体組成物１００質量部に対して、有機質成分量基準で好ましくは０．０１〜０．５質量部、より好ましくは０．０２〜０．２質量部の範囲の量にて使用するとよい。なお、有機質成分量基準とは、示差熱重量分析（ＴＧ−ＤＴＡ）を行なった場合の約２１０〜５１０℃の重量減少量をいう。水溶性増粘剤が０．１質量部未満であると、材料分離が発生し、充分な作業性が得られない。また、水溶性増粘剤が、５質量部を越えると、粘性が高くなるため作業性が悪くなり、凝結も遅延する。

無機増粘剤としては、例えば、アタパルジャイト、セピオライト、ベントナイト、タルク、シリカヒューム等から選ばれる１種、又はこれらの混合物が挙げられる。なお、これらの無機増粘剤は、高流動コンクリート製造あるいは左官用モルタルの作業性の改善に使用されている。

無機増粘剤は、無機質粉体組成物１００質量部に対して、好ましくは０．１〜５質量部、より好ましくは０．３〜２質量部の範囲の量にて使用するとよい。無機増粘剤が０．１質量部未満であると、材料分離が発生し、充分な作業性が得られない。無機増粘剤が、５質量部を越えると、粘性が高くなるとともに、スランプフローが小さくなり、自己充てん性が損なわれる。

増粘剤のこのような使用方法は、上記の耐硫酸性水硬性組成物のように、増粘剤を使用しないとセメントと水とが分離するような場合に特有の方法である。本発明では鋭意研究を重ね、新たに水溶性増粘剤と無機増粘剤とを適切な比率で添加することにより、良好なフレッシュ性状のコンクリートが得られること、また、これは水溶性増粘剤が水の粘度を上げ、無機増粘剤が粒子としてコンクリートの粘性を上げることにより、両者の性状がバランス良く発揮されることを見出した。

また、セメント組成物には、通常のセメント、モルタル及びコンクリートで使用される高炉スラグ微粉末、フライアッシュ、シリカフューム等の無機粉末を添加することができる。さらに、モルタル用あるいはコンクリート用の化学混和剤を用いることもできる。

また、このような耐硫酸性水硬性組成物に対し、骨材と水とを混和して硬化させることにより、コンクリートやモルタル等の耐硫酸性硬化物を作製することができる。この場合、骨材として石灰石骨材を使用すると耐硫酸性は更に向上する。これは、石灰石微粉末の添加による効果と同じ要因と思われ、骨材として石灰石を用いると、石灰石量をさらに増やすことができるので非常に好ましい。

ここで、耐硫酸性硬化物を形成させる際、耐硫酸性水硬性組成物中のセメント成分に対する添加水量を水／セメント比で４０〜６０％、好ましくは４５〜５５％として、混練するとよい。水／セメント比が４０％より小さいと耐硫酸性が低下する傾向にあり、水／セメント比が６０％を超えると、凝結が遅延するとともに水密性が低下する傾向にある。また、混練の際の単位水量は１２０〜１８０ｋｇ／ｍ^３とするのが好ましい。水量が１２０ｋｇ／ｍ^３より少なくなると、コンクリート成形物の製造の作業性が低下しやすくなり、一方、１８０ｋｇ／ｍ^３を超えるとコンクリート中の骨材量は少なくなるため、コンクリートとしての特性が低下する傾向にある。

このように、耐硫酸性セメント組成物を用い、骨材及び水と混練したのち成形し、養生することにより得られる耐硫酸性コンクリート組成物は、５質量％硫酸水溶液（ｐＨ約０．３）に２８日間浸せきしたときの侵食深さが３ｍｍ以下となり、特に、侵食深さ２ｍｍ以下を達成することができる。

ここで、５質量％硫酸水溶液に浸せきした時の侵食深さの測定条件及び測定方法は、建材試験センター規格ＪＳＴＭ Ｃ ７４０１：１９９９「溶液浸せきによるコンクリートの耐薬品性試験方法」［平成１１年５月２８日改正財団法人建材試験センター発行］に準じて行う。すなわち、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの寸法の型枠に調整したコンクリートを打設し、材齢１日後、型枠から脱型し２０℃の水中で材齢２８日まで養生する。その後、２０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室内で１日乾燥させる。さらに、コンクリートの供試体の６面のうち、打設面に垂直な１０ｃｍ×４０ｃｍの大きさの１面（曝露面）を残し、その他の５面は変性シリコーン樹脂を塗布する。そのシリコーン樹脂が硬化した後、供試体を５質量％硫酸水溶液に５６日間浸せきする。さらに、供試体の表面を水洗いの後、コンクリートカッターで長軸方向に端面から約２ｃｍ幅で切断する。

侵食深さは、次のように測定する。先ず、浸せき前のコンクリートにおける曝露面とその曝露面の裏面との距離（型枠における内寸法の一辺の長さ）をＬ（＝１０ｃｍ）とする。そして、侵食されていない領域を染色するため、浸せき後に切断した供試体の断面に、フェノールフタレイン溶液（ＪＩＳ Ｋ ８００１の４．４（指示薬）に規定するフェノールフタレイン溶液）を噴霧する。これにより、侵食されていない塩基性を示す領域は赤紫色に呈色される。赤紫色に呈色された領域における、曝露面に直交する方向の幅をノギスで測定し、その幅をＬ１（ｃｍ）とする。侵食深さは、Ｌ−Ｌ１（ｃｍ）により求めることができ、Ｌ−Ｌ１（ｃｍ）分の深さだけ、硫酸水溶液によって侵食されたことがわかる。なお、侵食深さは３箇所（曝露面の中央及び曝露面の両端部からそれぞれ１ｃｍ内側の位置）測定した結果の平均とする。
なお，コンクリートは硫酸の作用により，剥落，溶解などが生じ，表面が後退するため，侵食深さは質量減少量としても表すことができる。すなわち，通常のコンクリートの試験で用いられる円筒形の試験体を用いて同様の試験を行った場合には，侵食深さが３ｍｍ以下であることは，直径５０ｍｍ×高さ１００ｍｍの試験体の場合には，質量変化が約３０％以下であることに相当し，直径１００ｍｍ×高さ２００ｍｍの試験体の場合には，質量変化が約１５％以下であることに相当する。

このような自己充てん性に優れる耐硫酸性セメント組成物及び耐硫酸性コンクリート組成物は、優れた耐硫酸性が求められる下水道管、下水道処理場や管渠等の下水道関連施設、あるいは温泉施設の給排水設備や温泉地域における農業用および排水用の水路構造物等温泉地関連施設、化学工場等で使用される構造物や二次製品、補修材として有利に適用できる。下水道処理関連のコンクリート施設においては、例えば、ポンプ場、沈殿池、分配槽、反応タンク、汚泥貯留槽、連絡水路、汚泥消化槽等に、本発明の耐硫酸性水硬性組成物や耐硫酸性硬化物を利用することができる。また、温泉地のコンクリート施設としては、温泉施設の浴槽、浴室内装材、内部設備類の他、温泉水や温泉蒸気に影響を受ける温泉地の建築物の基礎や壁、地中ばり、コンクリートを利用したトンネル、電柱、舗装コンクリート等が挙げられる。

一般に、「自己充てん性」とは、コンクリートの施工性に関する性能であり、打込み時に振動締固め作業を行うことなく、自重のみで型枠等の隅々まで均等に充てんする性能を意味する。自己充てんコンクリートは、過密配筋部、充てん間隙の狭小部、施工の都合上で振動締め固めが困難な箇所等に用いられる。なお、一般的なコンクリートと同様に、収縮の補償、ケミカルプレストレスの付与及びひび割れの低減を目的に、膨張剤及び／又は収縮低減剤を添加することもできる。また、一般的なコンクリートと同様に、凝結時間を制御するための硬化促進剤や凝結遅延剤を添加することもできる。

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明の内容をより具体的に説明する。なお、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

［使用材料］
以下に示す材料を使用した。
（１）セメント（Ｃ）：
普通ポルトランドセメント：ブレーン比表面積 ３２７０ｃｍ^２／ｇ
（２）石灰石微粉末
石灰石微粉末（ＬＳＰ）：ブレーン比表面積 ４５００ｃｍ^２／ｇ
（３）骨材
（ｉ）細骨材
石灰石砕砂（Ｓ１）（表乾密度 ２．６９ ｇ／ｃｍ^３、粗粒率３．１０）
海砂（Ｓ２）（表乾密度 ２．６０ｇ／ｃｍ^３、粗粒率２．７３）
（ｉｉ）粗骨材（Ｇ）
石灰石砕石（表乾密度 ２．７０ｇ／ｃｍ^３、粗粒率６．５４）
硬質砂岩砕石（表乾密度 ２．６９ｇ／ｃｍ^３、粗粒率６．６８）
（４）混和剤
（ｉ）増粘剤
・アクリル系増粘剤（Ｖ１）
有機質成分として芳香族ポリアクリルアミド、無機質成分としてポルトランドセメント及び炭酸カルシウム微粉末を含有する粉末状増粘剤である。有機質成分量は８％である。

ここで、有機質成分量は、示差熱熱重量分析装置ＴＧ−ＤＴＡ３２０（セイコー電子工業製）を用いて測定した場合の約２１０〜５１０℃の重量減少量に該当する値である。室温〜５００℃はＮ_２を２００ｍＬ／ｍｉｎ、５００〜１０００℃はＡｉｒを２００ｍＬ／ｍｉｎで測定容器内に流した。昇温速度は５００℃で３０分間保持した以外は一定速度で室温から１０００℃まで昇温した。測定した結果を図１に示す。

また、熱分解−ＧＣ／ＭＳにより有機質成分の同定を行った。結果を図２に示す。熱分解はフロンティアラボ製ＰＹ−２０２０ｉＤにより５５０℃で熱分解した。また、ガスクロマトグラフ質量分析は日本電子製ＪＭＳ−Ｇｃｍａｔｅにより下記条件で測定した。

カラム：ＨＰ−５ＭＳ（０．２５ｍｍ×３０ｍｍ、膜厚０．２５μｍ）、カラム温度：５０℃（３分保持）−１０℃／ｍｉｎ−３２０℃、注入口温度：３２０℃、インターフェース温度：３２０℃、キャリアガス（Ｈｅ）：１．０ｍＬ／ｍｉｎ、スプリット比：スプリット（１：５０）、イオン化法：ＥＩ。

・無機増粘剤（Ｖ２）（アタパルジャイト）
（針状結晶：平均長さ１．５×１０^−６ｍから２．０×１０^−６ｍ、平均径３０ｎｍ）

（ｉｉ）ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物（ＮＳ）

（５）練混ぜ水（Ｗ）
・上水道水

［コンクリートの調整］
コンクリートの調整は、普通ポルトランドセメント（Ｃ）、石灰石微粉末（ＬＳＰ）、細骨材（Ｓ：Ｓ１、Ｓ２）、粗骨材（Ｇ：Ｇ１，Ｇ２）、アクリル系増粘剤（Ｖ１）、及び無機増粘剤（Ｖ２）を表１及び表２に示す割合で混合し、二軸強制練りミキサで３０秒間撹拌した後、ナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物（ＮＳ）と水道水（Ｗ）を表１及び表２に示す割合で混合した練混ぜ水をミキサ内に投入し、さらに１５０秒間撹拌することにより行った。なお、コンクリート中の空気量は３±１％に調整した。なお比較例１の練混ぜ水投入後の撹拌は９０秒とした。

各実施例のアクリル系増粘剤Ｖ１と無機増粘剤Ｖ２の混合比率は、アクリル系増粘剤Ｖ１及び無機増粘剤Ｖ２を単独で添加した場合にコンクリートのスランプフローが約７０ｃｍとなる量、すなわちアクリル系増粘剤Ｖ１の場合で７ｋｇ／ｍ^３及び無機増粘剤Ｖ２の場合で１１ｋｇ／ｍ^３とを、それぞれ１として、７：３、５：５、３：７とした。

［実施例１〜４、比較例１〜３］
表１及び２の実施例１〜４は、本発明の耐硫酸性組成物を用いたコンクリートであり、水溶性増粘剤と無機増粘剤の混合比を好適な範囲に調整した例である。また、比較例１は耐硫酸性セメント組成物を含まない一般的なコンクリートである。比較例２及び３は水溶性増粘剤及び無機増粘剤のうち、一種のみを使用したコンクリートである。

［評価試験方法］
コンクリートの品質は、変形性の指標としてスランプフローを、粘性の指標としてスランプフロー試験の５０ｃｍフロー到達時間を、自己充てん性の指標としてＵ型充てん試験における充てん時間と充てん高さを、材料分離抵抗性の指標として骨材沈下量を測定することとし、以下の試験方法に準拠して行った。

（１）スランプフロー：ＪＩＳ Ａ １１５０：２００１「コンクリートのスランプフロー試験」に従った。
（２）Ｕ型充てん試験：ＪＳＣＥ−Ｆ ５１１−１９９９「高流動コンクリートの充てん試験装置を用いた間隙通過試験（Ｕ型容器、障害Ｒ２を使用）」に従った。なお、充てん性の指標としてコンクリート面が下端から３００ｍｍとなる時間と充てん高さを測定した。
（３）粗骨材の沈下量：練り上がったコンクリートを直径１５ｃｍ、高さ３０ｃｍの鋼製型枠に流し込み、テーブルバイブレータ上に型枠を設置し、加速度１７ｍ／ｓ^２、振幅０．７ｍｍで１０秒間の振動を上下方向に加えた後、７日間静置し、脱枠後のコンクリートをＪＩＳ Ａ １１１３：１９９９「コンクリートの割裂引張試験方法」に準じた方法で割裂して、コンクリートの上面からの骨材の沈下量を測定した。なお、測定は断面内で５箇所実施し、その平均値を沈下量とした。
（４）コンクリートの耐硫酸性：建材試験センター規格ＪＳＴＭ Ｃ ７４０１：１９９９「溶液浸せきによるコンクリートの耐薬品性試験方法」［平成１１年５月２８日改正財団法人建材試験センター発行］に準じて評価した。すなわち、１０ｃｍ×１０ｃｍ×４０ｃｍの寸法の型枠に調整したコンクリートを打設し、材齢１日後、型枠から脱型し２０℃の水中で材齢２８日まで養生した。その後、２０℃、相対湿度６０％の恒温恒湿室内で１日乾燥させた。さらに、コンクリートの供試体の６面のうち、打設面に垂直な１０ｃｍ×４０ｃｍの大きさの１面（曝露面）を残し、その他の５面は変性シリコーン樹脂を塗布した。そのシリコーン樹脂が硬化した後、供試体を５質量％ 硫酸水溶液に２８日間浸せきする。さらに、供試体の表面を水洗いの後、コンクリートカッターで長軸方向に端面から約２ｃｍ幅で切断した。
侵食深さは、次のように測定した。先ず、浸せき前のコンクリートにおける曝露面とその曝露面の裏面との距離（型枠における内寸法の一辺の長さ）をＬ（＝１０ｃｍ）とする。そして、侵食されていない領域を染色するため、浸せき後に切断した供試体の断面に、フェノールフタレイン溶液（ＪＩＳ Ｋ ８００１の４．４（指示薬）に規定するフェノールフタレイン溶液）を噴霧する。これにより、侵食されていない塩基性を示す領域は赤紫色に呈色される。そこで、赤紫色に呈色された領域における、曝露面に直交する方向の幅をノギスで測定し、その幅をＬ１（ｃｍ）とする。侵食深さは、Ｌ−Ｌ１（ｃｍ）により求めることができ、Ｌ−Ｌ１（ｃｍ）分の深さだけ、硫酸水溶液によって侵食されたことがわかる。なお、侵食深さは３箇所（曝露面の中央及び曝露面の両端部からそれぞれ１ｃｍ内側の位置）測定した結果の平均とした。
（５）圧縮強度：ＪＩＳ Ａ １１０７：２００２「コンクリートからのコア採取方法及び圧縮強度試験方法」に従った。
（６）静弾性係数の測定：ＪＩＳ Ａ １１４９：２００１「コンクリートの静弾性係数試験方法」に従った。

［評価試験結果］
フレッシュコンクリートのスランプフロー及びＵ型充てん性試験及び骨材沈下量の評価試験結果を表３に示す。

この試験結果から、比較例２は、５０ｃｍフロー到達時間が長く施工性に難があり、比較例３は、５０ｃｍフロー到達時間が短いが、Ｕ型充てん性試験の充てん高さが低く、３００ｍｍ通過時間も長いため充てん性に多少難があることがわかる。また、比較例２及び比較例３は、骨材の沈下量大きく、実施例に対して材料分離が生じやすいコンクリートであるといえる。

これに対して実施例１〜実施例３は、５０ｃｍフロー到達時間は比較例２よりも短く、Ｕ型充てん試験の充てん高さは比較例３よりも大きく、３００ｍｍ通過時間も比較例３よりも短い。また、実施例１〜実施例３は、比較例２及び比較例３よりも骨材の沈下量が小さく材料分離抵抗性が高い。

このように実施例１〜実施例３は、比較例２の充てん性は高いが粘性も高い、比較例３の粘性は低いが充てん性も低い、また比較例２及び比較例３の材料分離抵抗性が低いという性質を改善した、施工性、充てん性、材料分離抵抗性において優れたコンクリートである。

耐硫酸性の評価試験結果を表４に示す。

実施例２は、本発明の耐硫酸性セメント組成物を使用していない比較例１に対して、５重量％の硫酸水溶液に２８日間浸せきした場合の侵食深さが著しく小さく耐硫酸性に優れていることがわかる。

［実施例４］
実施例１〜実施例３の室内試験で最も好適であったＶ１とＶ２の混合比が５：５であるコンクリート（実施例４）について、実機施工試験を実施し、自己充てん性と材料分離抵抗性を確認した。具体的には、コンクリートを生コンクリート工場プラントで製造し、図３のようにポンプ圧送による施工試験を実施した。ポンプ圧送後のコンクリートは、図４に示すように、縦配筋（Ｄ１６）をピッチ１０ｃｍかつ横配筋（Ｄ１３）をピッチ１０ｃｍで施した１５０×２０×１２０ｃｍの型枠の端部から打設し、自己充てん性を観察した。なお、打設は型枠側面側のフレキシブルホースを引き上げながら実施した。一般的なコンクリートと異なり、バイブレーターによる振動締固めを要せず、良好に充てんされた。

また、鉄筋を配していない５０×４０×２００ｃｍの柱状型枠にも打設した。材料分離の傾向を把握するため、材齢２８日において、下面から２０ｃｍ、１００ｃｍ及び上面から２０ｃｍの位置を中心とした直径１０ｃｍのコア供試体を採取し、圧縮強度及び静弾性係数を測定した。その結果、表５に示すように採取位置によらず、圧縮強度及び静弾性係数がほぼ同等の値となっており、材料分離抵抗性に優れることがわかる。

以上のように本発明の耐硫酸性セメント組成物を使用したコンクリートは、良好な自己充てん性と材料分離抵抗性を有する。

アクリル系増粘剤（Ｖ１）の示差熱熱重量分析結果を示す図である。 アクリル系増粘剤（Ｖ１）の熱分解−ＧＣ／ＭＳ分析結果を示す図である。 ポンプ圧送による施工試験を示す図である。 配筋を施した型枠を示す図である。

Claims (6)

1. セメントと石灰石微粉末との質量部比率が２０：８０〜１００：０の無機質粉体組成物と、無機質粉体組成物１００質量部に対してナフタレンスルホン酸のホルマリン縮合物塩０．５〜５質量部と、水溶性増粘剤と、無機増粘剤とを含む耐硫酸性セメント組成物であって、
   水溶性増粘剤が、アクリル系水溶性高分子、バイオポリマー、グリコール系水溶性高分子及びセルロース系水溶性高分子からなる群より選ばれる１種以上であり、
   無機増粘剤が、アタパルジャイト、セピオライト及びベントナイトからなる群より選ばれる１種以上である、ことを特徴とする耐硫酸性セメント組成物。
2. 無機質粉体組成物１００質量部に対して、水溶性増粘剤を有機質成分量基準で０．０１〜０．５質量部含む、請求項１に記載の耐硫酸性セメント組成物。
3. 無機質粉体組成物１００質量部に対して、無機増粘剤を０．１〜５質量部含む、請求項１又は２に記載の耐硫酸性セメント組成物。
4. 請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐硫酸性セメント組成物と骨材と水とを含む、耐硫酸性コンクリート組成物又は耐硫酸性モルタル組成物。
5. 請求項４に記載の耐硫酸性コンクリート組成物又は耐硫酸性モルタル組成物の硬化物。
6. ５％硫酸水溶液に２８日間浸せきしたときの侵食深さが３ｍｍ以下である、請求項５に記載の耐硫酸コンクリート組成物の硬化物。

Images