JP2010047440A - 土木用低収縮aeコンクリートの調製方法及び土木用低収縮aeコンクリート - Google Patents
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Abstract
【解決手段】セメントを単位量280〜500kg/m3の範囲で用い、またセメント100質量部当たり、特定のセメント分散剤、特定の乾燥収縮低減剤及び特定の分離低減剤から成る特定の多機能混和剤を0.2〜2.0質量部の割合で用いて、連行空気量を3〜8容量%に調製した。
【選択図】なし
Description
構成単位E:分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位F:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル(メタ)アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
R:炭素数3〜5のアルキル基
A:分子中に1〜5個のオキシエチレン単位のみで構成された(ポリ)オキシアルキレン基を有する(ポリ)アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基
・セメント分散剤としての水溶性ビニル共重合体(A−1)の合成
メタクリル酸60g、メトキシポリ(オキシエチレン単位が23個、以下n=23という)エチレングリコールメタクリレート300g及びメタリルスルホン酸ナトリウム5g、3−メルカプトプロピオン酸4g及び水490gを反応容器に仕込んだ後、48%水酸化ナトリウム水溶液58gを加え、これらを攪拌しながら部分中和して均一に溶解した。反応容器内の雰囲気を窒素置換した後、反応系の温度を温水浴にて60℃に保ち、過硫酸ナトリウムの20%水溶液25gを加えてラジカル重合反応を開始し、5時間反応を継続して反応を終了した。その後、48%水酸化ナトリウム水溶液23gを加えて反応物を完全中和し、水溶性ビニル共重合体(A−1)の40%水溶液を得た。水溶性ビニル共重合体(A−1)を分析したところ、メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位/メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位/メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位=70/27/3(モル%)の割合で有する質量平均分子量33800の水溶性ビニル共重合体であった。
水溶性ビニル共重合体(A−1)の合成と同様にして、水溶性ビニル共重合体(A−2)〜(A−5)及び(a−1)〜(a−3)を合成した。以上で合成した各水溶性ビニル共重合体の種類(以下、説明の便宜上、セメント分散剤の種類ともいう)及びその内容を表1にまとめて示した。
D−1:メタクリル酸ナトリウムから形成された構成単位
D−2:メタクリル酸から形成された構成単位
E−1:メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
E−2:メトキシポリ(n=68)エチレングリコールメタアクリレートから形成された構成単位
E−3:メトキシポリ(n=23)エチレングリコールメタアクリレートから形成された構成単位
F−1:メタリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
F−2:アリルスルホン酸ナトリウムから形成された構成単位
F−3:メチルアクリレートから形成された構成単位
・多機能混和剤(G−1)の調製
ガラス容器にセメント分散剤として表1記載のセメント分散剤(A−1)29部、乾燥収縮低減剤としてジエチレングリコールモノブチルエーテル(B−1)70部、分離低減剤としてポリビニルアルコール(C−1)1部及び水100部を投入して混合し、多機能混和剤(G−1)の50%水溶液を調製した。
多機能混和剤(G−1)の調製と同様にして、多機能混和剤(G−2)〜(G−10)及び(R−1)〜(R−14)を調製した。調製した各多機能混和剤の内容を表2にまとめて示した。
調製した多機能混和剤(G−1)〜(G−10)及び(R−1)〜(R−14)の50%水溶液を、100ml容量のメスシリンダーに入れ、室温で1週間放置した後の該水溶液の外観を観察し、下記の基準で評価した。
評価基準
○:均一透明
×:分離又は濁りが認められる。
A−1〜A−5,AR−1〜AR−3:試験区分1で合成した水溶性ビニル共重合体
B−1:ジエチレングリコールモノブチルエーテル
B−2:ジエチレングリコールモノペンチルエーテル
B−3:ジエチレングリコールモノプロピルエーテル
BR−1:ジエチレングリコールモノエチルエーテル
BR−2:トリエチレングリコールモノヘキシルエーテル
BR−3:ポリ(n=7)エチレングリコールモノブチルエーテル
C−1:ポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール社製の商品名J−ポバールJP−05、鹸化度88モル%、4%水溶液の20℃における粘度が5mPa・sのもの)
C−2:ポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール社製の商品名J−ポバールJP−18、鹸化度88モル%、4%水溶液の20℃における粘度が25mPa・sのもの)
CR−1:ポリビニルアルコール(日本酢ビ・ポバール社製の商品名J−ポバールJF−10、鹸化度99モル%、4%水溶液の20℃における粘度が10mPa・sのもの)
・実施例1〜10及び比較例1〜14
表3に記載した配合No.1の条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに普通ポルトランドセメント(密度=3.16g/cm3、ブレーン値3300)、細骨材(岩瀬産砕砂、密度=2.61、F.M.=2.83)及び粗骨材(岩瀬産砕石、密度=2.63、F.M.=6.74)を順次投入して15秒間空練りした。次いで、目標スランプが10±1cm、目標空気量が4.5±0.5%の範囲となるよう、試験区分2で調製した表2記載の多機能混和剤及び空気量調節剤としてオクチルリン酸モノエステルカリウム塩をそれぞれ所定量練り混ぜ水で希釈した後に投入して練り混ぜ、各例の土木用低収縮AEコンクリートを調製した。調製した各土木用低収縮AEコンクリートの内容を表4にまとめて示した。
表3に記載した配合No.2の条件で、50リットルのパン型強制練りミキサーに普通ポルトランドセメント(密度=3.16g/cm3、ブレーン値3300)、細骨材(岩瀬産砕砂、密度=2.61、F.M.=2.83)及び粗骨材(岩瀬産砕石、密度=2.63、F.M.=6.74)を順次投入して15秒間空練りした。次いで、目標スランプが12±1cm、目標空気量が4.5±0.5%の範囲となるよう、試験区分2で調製した表2記載の多機能混和剤及び空気量調節剤としてオクチルリン酸モノエステルカリウム塩をそれぞれ所定量練り混ぜ水で希釈した後に投入して練り混ぜ、各例の土木用低収縮AEコンクリートを調製した。調製した各土木用低収縮AEコンクリートの内容を表5にまとめて示した。
調製した各例の土木用低収縮AEコンクリートについて、空気量、スランプ、スランプ残存率を下記のように求め、結果を表4及び表5にまとめて示した。また各例の土木用低収縮AEコンクリートから得られる硬化体について、乾燥収縮率、気泡間隔係数、凍結融解耐久性指数、促進中性化深さ及び圧縮強度を下記のように求め、結果を表6及び表7にまとめて示した。
・スランプ(cm):空気量の測定と同時に、JIS−A1101に準拠して測定した。
・スランプ残存率(%):(60分間静置後のスランプ/練り混ぜ直後のスランプ)×100で求めた。
・乾燥収縮率:JIS−A1129に準拠し、各例の土木用低収縮AEコンクリートを20℃×60%RHの条件下で保存した材齢26週の供試体についてコンパレータ法により乾燥収縮ひずみを測定し、乾燥収縮率を求めた。この数値は小さいほど、乾燥収縮が小さいことを示す。
・気泡間隔係数(μm):各例の土木用低収縮AEコンクリートを、20℃×60%RHの条件下で26週間保存し、得られた硬化体の表面を研磨仕上げした供試体について、気泡組織をASTM−C457のリニアトラバース法に準拠して顕微鏡下で測定した。
・凍結融解耐久性指数(300サイクル):各例の土木用低収縮AEコンクリートについて、JIS−A1148に準拠して測定した値を用い、ASTM−C666−75の耐久性指数で計算した数値を求めた。この数値は、最大値が100で、100に近いほど、凍結融解に対する抵抗性が優れていることを示す。
・促進中性化深さ(mm):各例の土木用低収縮AEコンクリートについて、10×10×40cmの角型供試体の打ち込み面、底面及び両端面をエポキシ樹脂でシールし、20℃×60%RH、炭酸ガス濃度5%の条件下で促進試験を行なった。材齢26週に供試体の断面を切断し、1%フェノールフタレイン溶液を吹き付けて赤色化しない部分を中性化しない部分とし、外側からの幅を促進中性化深さとした。この数値は小さいほど中性化が進まず、耐久性が優れていることを示す。
・圧縮強度(N/mm2):各例の土木用低収縮AEコンクリートについて、JIS−A1108に準拠し、材齢7日と材齢28日で測定した。
*1:セメント100質量部当たりの各例としての質量部
*2:土木用低収縮AEコンクリートの調製時に目標とする流動性(スランプ値)が得られなかったので測定しなかった。
G1〜G10及びR1〜R14:試験区分2で調製した多機能混和剤
S−1:オクチルリン酸モノエステルカリウム塩
S−2:樹脂酸石けん系AE剤(竹本油脂社製の商品名チューポールAE−300)
Claims (12)
- セメント、水、細骨材、粗骨材、多機能混和剤及び空気量調節剤を用いて土木用低収縮AEコンクリートを調製するに際し、セメントを単位量280〜500kg/m3の範囲で用い、またセメント100質量部当たり下記の多機能混和剤を0.2〜2.0質量部の割合で用いて、連行空気量を3〜8容量%に調製することを特徴とする土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
多機能混和剤:下記のセメント分散剤、乾燥収縮低減剤及び分離低減剤から成り、該セメント分散剤を10〜30質量%、該乾燥収縮低減剤を65〜85質量%及び該分離低減剤を0.05〜5質量%(合計100質量%)含有して成るもの
セメント分散剤:分子中に下記の構成単位Dを45〜85モル%、下記の構成単位Bを15〜55モル%及び下記の構成単位Fを0〜5モル%(合計100モル%)有する質量平均分子量2000〜70000の水溶性ビニル共重合体
構成単位D:メタアクリル酸から形成された構成単位及びメタアクリル酸塩から形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
構成単位E:分子中に5〜100個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位
構成単位F:(メタ)アリルスルホン酸塩から形成された構成単位及びメチル(メタ)アクリレートから形成された構成単位から選ばれる一つ又は二つ以上
乾燥収縮低減剤:下記の化1で示される(ポリ)アルキレングリコールモノアルキルエーテル
R:炭素数3〜5のアルキル基
A:分子中に1〜5個のオキシエチレン単位のみで構成された(ポリ)オキシアルキレン基を有する(ポリ)アルキレングリコールから全ての水酸基を除いた残基)
分離低減剤:ポリ酢酸ビニルから合成された鹸化度80〜95モル%のポリビニルアルコール - 練り混ぜ直後の目標スランプを6〜15cmの範囲内に調製する請求項1記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- 連行空気量を4〜7容量%に調製する請求項1又は2記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- セメントを単位量290〜450kg/m3の範囲で用いる請求項1〜3のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- セメント分散剤が、構成単位Eが分子中に7〜75個のオキシエチレン単位で構成されたポリオキシエチレン基を有するメトキシポリエチレングリコールメタクリレートから形成された構成単位である場合のものである請求項1〜4のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- 乾燥収縮低減剤が、ジエチレングリコールモノブチルエーテルである請求項1〜5のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの製造方法。
- 分離低減剤として用いるポリビニルアルコールが、4質量%水溶液の20℃における粘度が1〜50mPa・sの範囲の水溶性重合体である請求項1〜6のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- 空気量調節剤が、アルキルリン酸モノエステル塩である請求項1〜7のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- セメント100質量部当たり多機能混和剤を0.3〜1.5質量部の割合で用いる請求項1〜8のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法。
- 請求項1〜9のいずれか一つの項記載の土木用低収縮AEコンクリートの調製方法によって調製された土木用低収縮AEコンクリート。
- 得られる硬化体の乾燥収縮率が、400×10−6〜700×10−6の範囲となるものである請求項10記載の土木用低収縮AEコンクリート。
- 得られる硬化体の気泡間隔係数が、100〜300μmの範囲となるものである請求項10又は11記載の土木用低収縮AEコンクリート。
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