JP2010111538A - 水硬性組成物 - Google Patents

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Abstract

【課題】凝結遅延や高性能減水剤の効果の阻害がなく、優れた流動性と分離抵抗性(あるいは水中での分離抵抗性)、即ち優れた自己充填性や水中不分離性を付与できると共に、強度、なかでも初期の強度発現を達成できる水硬性組成物を提供する。
【解決手段】一般式(a1)で表される特定の化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、骨材と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、スランプフロー値35〜80cmの水硬性組成物。
【選択図】なし

Description

本発明は水硬性組成物及びその使用方法に関する。
コンクリートやモルタル等によって代表される水硬性組成物は、土木・建築分野を中心として種々の用途に広く使用されている。一般に水硬性組成物は、セメント等の水硬性粉体と砂、砂利等の骨材を主成分とし、水を添加して混練した後に型枠などに打設され、硬化して、構造要素等として所要の物性を発揮するようになる。打設に際しては、内部に空隙が生ずるのを防止するために、バイブレーター等によって振動を加えて脱気することも行われている。
上記の水硬性組成物は、各々密度が異なるため(水1.0g/cm3、セメント3.16g/cm3程度、骨材2.6g/cm3程度)、振動や流動性が大きくなると材料分離が起こりやすい。ところが、近年、作業性を向上させるために、硬化前の水硬性組成物の流動性を一般の水硬性組成物よりも増大させると同時に、材料分離を抑制する目的で増粘剤が添加される、いわゆる高流動水硬性組成物の開発が盛んに行われている。その典型的な例として、自己充填性コンクリート及び水中不分離性コンクリートが挙げられる。これらは、従来のコンクリートに比べて高い流動性、即ちニュートニアン流動に近い物性を有し、高粘性で材料の分離抵抗性(以下、分離抵抗性と略記することがある)に優れ、バイブレーター等の振動による締め固め作業等を必要とせずに、自然に細部まで充填可能なコンクリートである。自己充填性コンクリートは、一般にJIS A 1101によるコンクリートのスランプフロー値が50cm以上、好ましくは50〜70cm程度のものとされている(高流動コンクリート施行指針、土木学会出版)。
こうした自己充填性コンクリートにおいては従来から、コンクリートの流動性を高めるために高性能減水剤が用いられ、また分離抵抗性を増加させる手法として増粘剤、なかでもメチルセルロース(MC)やヒドロキシエチルセルロース(HEC)等のセルロース誘導体が使用されている。同様に、水中にコンクリートを打設する場合、水中不分離性コンクリートが使用され、減水剤と共に骨材とモルタルの分離を抑制する目的で増粘剤を添加することが知られている(特許文献1)。現在、増粘剤としては、MC、HEC、ヒドロキシエチルメチルセルロース(HEMC)及びヒドロキシプロピルメチルセルロース(HPMC)等のセルロース誘導体が広く用いられている。
特開2001−261419号
しかしながら、高流動水硬性組成物は、未だ十分な実用段階には到っていない。即ち端的な例として、再び自己充填性コンクリートを例に取ると、MCやHEC等の増粘剤を使用して、高性能減水剤が添加され、低粘度となっているコンクリートに十分な分離抵抗性を付与するためには、これらの増粘剤を多量に添加する必要があり、コストアップを生ずると共に、セメント等の水硬性粉体の水和反応の抑制、即ち凝結遅延を引き起こすという問題がある。そのため、優れた利点を有することが明らかであるにも拘わらず、建築や土木、なかでも二次製品への応用は未だ困難な状況にある。
また、水中不分離性コンクリートの場合、水中施工時の水中落下や流水暴露によるセメントペースト部の流出を抑制するために、多めの増粘剤の添加量が必要となり、凝結遅延や更には硬化遅延性が大きくなる傾向にある。
水中不分離性コンクリートを製造、打設する上で、水溶性高分子と無機塩を分けて添加し、施工直前で、所定の材料分離性を得る方法も提案されているが、水溶性高分子を用いても、セルロース誘導体と同様に凝結遅延は避けられず、施工性の低下は免れない(特開2000−114543号)。
また、これらセルロース誘導体の添加は粘性と同時に高性能減水剤の流動性を阻害するため、これら増粘剤を添加しない普通コンクリートに比べて高性能減水剤の使用量が多くなる傾向にある。この高性能減水剤の多量添加も凝結遅延を引き起こす要因となる。
さらに、特殊機能を有したコンクリートを製造するために、例えば、コンクリート比重を小さくするための軽量骨材の使用、コンクリートの曲げ物性を強化するための繊維の使用も知られている。この場合にも、作業性を確保するためにコンクリートの流動性を大きくする手段が有効であり、その結果、増粘剤添加による上記の課題が生じる。一方、低水量で高粉体量の配合設計を行い、製造するコンクリートの流動性を小さく設定した場合には、バイブレーターによる強力な振動を与え、高応力下で高流動性を得る方法もある。この場合にも、材料不分離性を付与するために水溶性高分子が使用されので、同様の課題が指摘されている。
このような状況下、水硬性組成物に、凝結遅延や高性能減水剤の効果の阻害がなく、優れた流動性と分離抵抗性(あるいは水中での分離抵抗性)、即ち優れた自己充填性や水中不分離性を付与できると共に、強度、なかでも初期の強度発現を達成できる技術が望まれている。本発明の課題は、こうした要請に応えることにある。
本発明は、一般式(a1)で表される化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、骨材と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、スランプフロー値35〜80cmの水硬性組成物に関する。
Figure 2010111538
(式中、R1aは炭素数10〜26のアルキル基、R2aは炭素数1〜22のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、R3a、R4aは、それぞれ、炭素数1〜3のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Yはエチレン基又はプロピレン基、nは0又は1の数、X-はアニオン性芳香族化合物残基を表す。)
また、本発明は、上記水硬性組成物を、高流動コンクリート、水中不分離コンクリート、軽量高流動コンクリート又は透水性コンクリートの製造に用いる、水硬性組成物の使用方法に関する。
本発明によれば、凝結遅延や高性能減水剤の効果の阻害がなく、優れた流動性と分離抵抗性(あるいは水中での分離抵抗性)、即ち優れた自己充填性や水中不分離性を付与できると共に、強度、なかでも初期の強度発現にも優れた水硬性組成物が提供される。
〔レオロジー改質剤〕
本発明に用いられるレオロジー改質剤は、前記一般式(a1)で表される化合物を含有する。
一般式(a1)中、X-はアニオン性芳香族化合物であり、好ましくはパラトルエンスルホン酸に由来するアニオン基である。
本発明に用いられるレオロジー改質剤では、増粘する温度領域を広くできる点で、炭化水素基R1の長さが異なる4級カチオン基が2種以上存在することが好ましく、そのためには、4級カチオン基の炭化水素基R1の長さが異なる一般式(a1)の化合物を2種以上併用することが好ましい。これは、水への溶解性とレオロジー改質の効果の点からも好ましい。
一般式(a1)で表される化合物の製造方法としては、(i)3級アミンをアニオン性芳香族化合物の酸型で中和しそこにエチレンオキサイド(以下、EOという)を反応させる方法、(ii)4級塩型化合物とアニオン性芳香族化合物の混合物を脱塩する方法、(iii)4級塩型化合物の対イオンを芳香族アニオン基で対イオン交換する方法などが挙げられる。これらの製造工程では、ハロゲン元素は元々含まれないか、または系外に除去されるので、金属が存在する部分に使用しても腐食を起こさないことから、これらの製造法が好ましい。
また、本発明に用いられるレオロジー改質剤は、前記一般式(a1)で表される化合物の性能を大きく妨げない範囲で、その他の成分を含有することができる。その他の成分としては、例えば、樹脂石鹸、飽和もしくは不飽和脂肪酸、ヒドロキシステアリン酸ナトリウム、ラウリルサルフェート、アルキルベンゼンスルホン酸(塩)、アルカンスルホネート、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテル、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテル硫酸エステル(塩)、ポリオキシアルキレンアルキル(フェニル)エーテルリン酸エステル(塩)、蛋白質材料、アルケニルコハク酸、α−オレフィンスルホネート等のAE剤;グルコン酸、グルコヘプトン酸、アラボン酸、リンゴ酸、クエン酸等のオキシカルボン酸系、デキストリン、単糖類、オリゴ糖類、多糖類等の糖系、糖アルコール系等の遅延剤;起泡剤;増粘剤;珪砂;AE減水剤;塩化カルシウム、亜硝酸カルシウム、硝酸カルシウム、臭化カルシウム、沃化カルシウム等の可溶性カルシウム塩、塩化鉄、塩化マグネシウム等の塩化物等、硫酸塩、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、炭酸塩、チオ硫酸塩、蟻酸(塩)、アルカノールアミン等の早強剤又は促進剤;発泡剤;樹脂酸(塩)、脂肪酸エステル、油脂、シリコーン、パラフィン、アスファルト、ワックス等の防水剤;高炉スラグ;流動化剤;ジメチルポリシロキサン系、ポリアルキレングリコール脂肪酸エステル系、鉱油系、油脂系、オキシアルキレン系、アルコール系、アミド系等の消泡剤;防泡剤;亜硝酸塩、燐酸塩、酸化亜鉛等の防錆剤;メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等のセルロース系、β−1,3−グルカン、キサンタンガム、ウエランガム等の天然物系、ポリアクリル酸アミド、ポリエチレングリコール、オレイルアルコールのEO付加物もしくはこれとビニルシクロヘキセンジエポキシドとの反応物等の合成系等の水溶性高分子、合成繊維として、ポリアセタール繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維、ポリエステル繊維、アクリル繊維、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、ポリエチレン繊維等の合繊繊維、レーヨン繊維等の再生繊維等の爆裂防止用繊維が挙げられる。
本発明のレオロジー改質剤中の一般式(a1)で表される化合物の含有量は、好ましくは10〜100重量%、より好ましくは20〜100重量%である。本発明のレオロジー改質剤の固形分中の一般式(a1)で表される化合物の固形分の比率は50重量%以上が好ましい。
〔水硬性粉体〕
水硬性粉体(C)は、水和反応により硬化する物性を有する粉体のことであり、セメント、石膏などが挙げられる。好ましくはセメントであり、またこれらに高炉スラグ、フライアッシュ、シリカヒューム等が添加されたものでもよい。その他、早強セメント、超早強セメント、高ビーライト系セメント、エコセメント等でもよい。
〔骨材〕
骨材としては、細骨材(S)及び粗骨材(G)が挙げられる。細骨材(S)として、JIS A0203−2302で規定されるものが挙げられる。
細骨材としては、川、陸、山、海、石灰砂、珪砂及びこれらの砕砂、高炉スラグ細骨材、フェロニッケルスラグ細骨材、軽量細骨材(人工及び天然)及び再生細骨材等が挙げられる。
また、粗骨材(G)として、JIS A0203−2303で規定されるものが挙げられる。例えば粗骨材としては、川、陸、山、海、石灰砂利、これらの砕石、高炉スラグ粗骨材、フェロニッケルスラグ粗骨材、軽量粗骨材(人工及び天然)及び再生粗骨材等が挙げられる。
〔コンクリート混和剤〕
コンクリート混和剤としては、高性能減水剤及び/又は高性能AE減水剤〔以下、高性能(AE)減水剤という〕が挙げられる。高性能(AE)減水剤としては、リグニンスルホン酸塩及びその誘導体、オキシカルボン酸塩、ポリオール誘導体から選択されるものが挙げられる。高性能(AE)減水剤としては、JIS A 6204に規定される減水率18%以上のコンクリート用化学混和剤が好適に用いられ、具体的には、ナフタレン、メラミン、フェノール、尿素およびアニリンの何れかのメチロール化物およびスルホン化物の群から選ばれる1種又は2種以上の化合物のホルムアルデヒド縮合物が挙げられる。例えば、ナフタレンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合物[例えば花王(株)製マイテイ150]、メラミンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合物[例えば花王(株)製マイテイ150−V2]、フェノールスルホン酸ホルムアルデヒド化合物(特許第1097647号に記載の化合物等)、フェノール・スルファニル酸ホルムアルデヒド共縮合物(特開平1−113419号公報に記載の化合物等)等である。さらにまた他の例として、エチレン系不飽和モノカルボン酸、そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体、並びにエチレン系不飽和ジカルボン酸、そのアルキレンオキシド付加物又はその誘導体からなる群より選ばれる1種又は2種以上を含有する単量体を重合して得られる重合体又は共重合体(特公平2−7901号公報、特開平3−75252号公報、特公平2−8983号公報などに記載の化合物等)が挙げられる。
また、本発明において用いられる高性能(AE)減水剤としては、下記一般式(b1)で表される単量体と、下記一般式(b2)及び(b3)で表される化合物の中から選ばれる一種以上を含有する単量体とを重合して得られる、オキシアルキレン基を有する水溶性ビニル共重合体がより好ましく用いられる(例えば花王(株)製マイテイ3000)。こうした高性能(AE)減水剤については、例えば特開平7−223852号公報に記載がある。
Figure 2010111538
[式中、
R1b,R2b:水素原子又はメチル基
m1:0〜2の数
AO:炭素数2〜3のオキシアルキレン基
n:平均付加モル数であり、2〜300の数
X:水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基
を表す。]
Figure 2010111538
[式中、
R3b,R4b,R5b:水素原子、メチル基又は(CH2)m2COOM2
R6b:水素原子又はメチル基
M1,M2,Y:水素原子、アルカリ金属、アルカリ土類金属(1/2原子)、アンモニウム、アルキルアンモニウム又は置換アルキルアンモニウム
m2:0〜2の数
を表す。]
上記の好ましい高性能減水剤として用いられる共重合体において、上記一般式(b1)で表される単量体としては、メトキシポリエチレングリコール、メトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、エトキシポリエチレングリコール、エトキシポリエチレンポリプロピレングリコール、プロポキシポリエチレングリコールおよびプロポキシポリエチレンポリプロピレングリコール等の片末端アルキル封鎖ポリアルキレングリコールとアクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素(酸化)反応物とのエステル化物や、アクリル酸、メタクリル酸又は脂肪酸の脱水素(酸化)反応物へのEO、プロピレンオキサイド(以下、POという)付加物が用いられる。またポリアルキレングリコールのモノマーの繰り返し単位としては、EO単独、PO単独、EOとPOのランダム、ブロック、交互付加の何れでも用いることができる。ポリアルキレングリコールのモノマーの繰り返し単位の平均付加モル数が、上記特開平7−223852号公報に記載の場合のように110〜300であると、硬化遅延の短縮、高流動性、高充填性、高分離低減性の面でより好ましい。
上記一般式(b2)で表される化合物としては、不飽和モノカルボン酸系単量体として、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩(1/2原子)、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。また、不飽和ジカルボン酸系単量体として、無水マレイン酸、マレイン酸、無水イタコン酸、イタコン酸、無水シトラコン酸、シトラコン酸、フマル酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩(1/2原子)、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。
また、上記一般式(b3)で表される化合物としては、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、又はこれらのアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩(1/2原子)、アンモニウム塩、アミン塩、置換アミン塩が挙げられる。
さらに、本発明において用いられる高性能(AE)減水剤としては、下記一般式(c1)で表される単量体1と、下記一般式(c2)で表される単量体2及び下記一般式(c3)で表される単量体3を含む混合単量体とを、pH7以下で共重合して得られるリン酸エステル系重合体が好適に用いられる。かかるリン酸エステル系重合体は、特開2006−52381号を参照することができる。
Figure 2010111538
〔式中、R1c、R2cは、それぞれ水素原子又はメチル基、R3は水素原子又は-COO(AO)nX、AOは炭素数2〜4のオキシアルキレン基又はオキシスチレン基、nはAOの全平均付加モル数であり、3〜200の数、Xは水素原子又は炭素数1〜18のアルキル基を表す。〕
Figure 2010111538
〔式中、R4cは水素原子又はメチル基、R5cは炭素数2〜12のアルキレン基、m1は1〜30の数、Mは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属(1/2原子)を表す。〕
Figure 2010111538
〔式中、R6c、R8cは、それぞれ水素原子又はメチル基、R7c、R9cは、それぞれ炭素数2〜12のアルキレン基、m2、m3は、それぞれ1〜30の数、Mは水素原子、アルカリ金属又はアルカリ土類金属(1/2原子)を表す。〕
これらの高性能(AE)減水剤のうち、ポリカルボン酸系EO付加物を主成分とする高性能(AE)減水剤、あるいは上記リン酸エステル系重合体を主成分とする高性能(AE)減水剤が好適である。
〔カチオン性ポリマー〕
本発明の水硬性組成物は、安定した粘弾性の発現の観点から、カチオン性ポリマーを含有することが好ましい。カチオン性ポリマーとしては、カチオン性窒素を含むカチオン性ポリマー、更に、分子中に4級塩構造を有するポリマー、なかでもカチオン性窒素が、第4級窒素であるカチオン性ポリマーが挙げられる。
カチオン性ポリマーとしては、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミドエチルジメチルアミン、(メタ)アクリルアミドプロピルジメチルアミン、アリルアミン、アリルメチルアミン、アリルジメチルアミン、ジアリルアミン、ジアリルメチルアミン等のホモポリマー、及びこれらのモノマーと他のモノマーとから得られる共重合体が挙げられ、いずれも中和型でも未中和型でも使用できる。
また、カチオン性ポリマーとしては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、トリプロピレンテトラミン等のポリアルキレンポリアミンおよび、ポリアルキレンポリアミンに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを付加させたポリマーが挙げられ、いずれも中和型でも未中和型でも使用できる。
その他にもポリエチレンイミンおよびポリエチレンイミンに炭素数2〜4のアルキレンオキサイドを付加させたポリマーをカチオン性ポリマーとして使用できる。
カチオン性ポリマーとしては、カチオン性窒素を含むものが好ましく、更に当該カチオン性ポリマーのカチオン性窒素に、炭素数1〜22のアルキル基、炭素数2〜8のオキシアルキレン基を含んでなるポリオキシアルキレン基、水素原子及び下記式(d1)
Figure 2010111538
で表される基〔ここで、R1d〜R5dは、同一でも異なっていても良く、それぞれ水素原子又は炭素数1〜22のアルキルもしくはアルケニル基であり、Zは−O−又は−NY−(Yは水素原子又は炭素数1〜10のアルキル基)であり、nは1〜10の数である。ただし、R1d及びR3dはポリマー構造中に取り込まれていても良く、その場合はR1d及びR3dは存在しない。〕から選ばれる基が結合しているものが好ましい。
一般式(d1)で表される基の由来となる化合物としては、メタクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリルアミドエチルトリメチルアンモニウム塩、メタクリルアミドエチルジメチルエチルアンモニウム塩、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリルアミドプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシエチルトリメチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリロイルオキシプロピルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリルアミドエチルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミドエチルジメチルエチルアンモニウム塩、アクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、アクリルアミドプロピルジメチルエチルアンモニウム塩等が挙げられ、これらはアルキル硫酸塩、中でもエチル硫酸塩、メチル硫酸塩が好ましい。
また、カチオン性ポリマーのカチオン性窒素が、ジアリルジアルキルアンモニウム塩、好ましくはジアリルジメチルアンモニウム塩に由来するポリマーもまた好適であり、具体的には、ジアリルジメチルアンモニウム塩とアクリル酸系モノマーとの共重合体等が挙げられる。
また、カチオン性ポリマーとしては、カチオン基を有する(メタ)アクリル酸系モノマー、カチオン基を有するスチレン系モノマー、ビニルピリジン系モノマー、ビニルイミダゾリン系モノマー、及びジアリルジアルキルアミン系モノマーからなる群から選ばれるモノマーに由来する構造を有するものが挙げられる。
カチオン性ポリマーの対イオンとしては、ハロゲンイオン、硫酸イオン、アルキル硫酸イオン、リン酸イオン、有機酸イオン等のアニオン性イオンが挙げられる。
カチオン性ポリマーの具体例としては、ポリアリルトリメチルアンモニウム塩等のポリアリルトリアルキルアンモニウム塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム塩)、ポリメタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、ポリメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、カチオン化でん粉、カチオン化セルロース、カチオン化ヒドロキシエチルセルロース等であり、これらは4級塩構造を有するモノマーを重合して得ても、対応するポリマーを4級化剤で4級化して得ても良い。これらは、ホモポリマーでなくてもよく、必要に応じて共重合可能なモノマーとの共重合物としても良い。具体的には、ジアリルジメチルアンモニウム塩−SO2共重合体、ジアリルジメチルアンモニウム塩−アクリルアミド共重合体、ジアリルジメチルアンモニウム塩−アクリル酸−アクリルアミド共重合物、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、メタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、等が挙げられる。これらは、未反応モノマー、副生物、異なるカチオン化密度のポリマーを含んでいてもよい。これらは2種以上併用することができる。
上記の中でも、ポリジメチルアミノエチルメタクリレートジエチル硫酸塩、ポリ(ジアリルジメチルアンモニウム塩)、ポリメタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩、ポリメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩、メタクリロイルオキシエチルジメチルエチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体、及びメタクリルアミドプロピルトリメチルアンモニウム塩−ビニルピロリドン共重合体から選ばれるカチオン性ポリマーが好ましく、更にこれらの中でも、レオロジー改質効果の観点から、対イオンがアルキル硫酸イオンであるもの、中でもエチル硫酸塩、メチル硫酸塩がより好ましい。
カチオン性ポリマーの分子量は、1000以上が好ましく、1000〜300万が更に好ましく、この点で一般式(a1)で表される化合物とは区別される。この分子量は、ゲル・パーミエーション・クロマトグラフィーにより、以下の条件で測定された重量平均分子量である。
カラム:α−M(東ソー製) 2本連結
溶離液:0.15mol/L硫酸Na、1%酢酸水溶液
流速 :1.0mL/min
温度 :40℃
検出器:RI
分子量標準はプルランを使用
カチオン性ポリマーは、カチオン化密度が0.5〜10meq/g、更に1〜9meq/g、より更に3〜8meq/gであることが、スラリー調製直後及び経時的な粘弾性維持の点から好ましい。カチオン化密度は、後述の実施例の方法により測定することができる。
〔無機粉体〕
本発明の水硬性組成物は、高炉スラグ、石灰系微粉末、フライアッシュ及びシリカフュームから選ばれる少なくとも1種の無機粉体を含むことが好ましい。前述の通り、これらの無機粉体を含む水硬性粉体を用いることで水硬性組成物に含有させてもよい。
〔水硬性組成物〕
本発明の水硬性組成物は、一般式(a1)で表される化合物が水硬性粉体(C)100重量部に対して0.01〜5重量部、更に0.05〜3重量部、より更に0.1〜2重量部となるようにレオロジー改質剤を含有することが好ましい。
また、本発明の水硬性組成物は、骨材の含有量が水硬性組成物において1000〜2300kg/m3、1350〜2150kg/m3、1500〜1900kg/m3であることが好ましい。細骨材(S)の含有量は、水硬性組成物において500〜1100kg/m3、600〜1000kg/m3、700〜900kg/m3が好ましい。粗骨材(G)の含有量は、水硬性組成物において500〜1200kg/m3、750〜1150kg/m3、800〜1000kg/m3が好ましい。
また、本発明の水硬性組成物は、コンクリート混和剤〔好ましくは高性能(AE)減水剤〕を水硬性粉体(C)100重量部に対して、0.01〜1重量部、更に0.05〜0.5重量部含有することが好ましい。
また、本発明の水硬性組成物がおけるカチオン性ポリマーを含有する場合、その含有量は、水硬性粉体(C)100重量部に対して、0.001〜2.0重量部、更に0.01〜0.5重量部、より更に0.02〜0.2重量部が好ましい。
また、本発明の水硬性組成物が前記の無機粉体を含有する場合、その含有量は、水硬性粉体(C)100重量部に対して、2〜70重量部、更に5〜50重量部、より更に10〜30重量部が好ましい。
本発明の水硬性組成物は、スランプフロー値が35〜80cmであり、好ましくは40〜75cm、より好ましくは45〜72cm、更に好ましくは50〜70cmである。このスランプフローは、JIS A 1150によるものである。スランプフロー値は、フレッシュコンクリートの流動性を示す指標の一つであり、スランプコーンを引き上げた後の試料の直径の広がりで表す。スランプフロー値が50cmを超え、単位粉体量が500kgを超えるコンクリートでは、練り上がり後、流動性が安定する時間で測定することが好ましい。例えば、練り上がり後、5〜15分の間が望ましい。
また、本発明の水硬性組成物)は、スランプ値(JIS A 1101)が10〜25cm、さらには15〜25cm、18〜25cmであることがより好ましい。また、空気量(JIS A 1128)が3.5〜6%であることが好ましい。28日後の強度(JIS A 1108 )は所定の強度が得られることが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、W/C(重量比)が15〜65%、更に20〜60%、より更に30〜50%であることが好ましい。Cは、水硬性粉体である。W/Cは、〔水(W)の重量/水硬性粉体(C)の重量〕×100(重量%)により算出される。W/Cがこの範囲となるように水の量を調整することが好ましい。水(W)は、通常に用いるものが使用でき、水道水等が挙げられる。
本発明の水硬性組成物を調製するにあたり、レオロジー改質剤は、水溶液または粉末のどちらの状態で添加することも可能である。また、予めレオロジー改質剤とコンクリート混和剤〔好ましくは高性能(AE)減水剤〕とカチオン性ポリマーを混合した混合物を添加しても良い。さらにレオロジー改質剤、コンクリート混和剤〔好ましくは高性能(AE)減水剤〕、及びカチオン性ポリマーのそれぞれあるいは混合物を、一時に全量添加する方法、あるいは数回に分割して添加する方法のどちらを採用することもできる。
本発明の水硬性組成物の調製方法として、好ましくは、予め水硬性粉体と、骨材と、コンクリート混和剤〔好ましくは高性能(AE)減水剤〕と、水とを含有する水硬性組成物を調製し、これにレオロジー改質剤を添加する方法である。水硬性組成物の調製の際、原料の混練には、二軸ミキサー、等の混練機、ミキサー車の混練り装置を用いることができる。例えば、予め調製した水硬性組成物をアジテーター車で施工現場に搬送し、アジテータ車内の水硬性組成物へのレオロジー改質剤の添加により、本発明の水硬性組成物を得ることができる。
本発明の水硬性組成物を調製する際には、計量の手間を省き、投入作業の簡便性をはかるために、レオロジー改質剤を、該レオロジー改質剤を収容した水溶性包装体として用いることが好ましい。その際、レオロジー改質剤は粉末状のものが好ましい。また、レオロジー改質剤と他の成分とを含有する組成物〔以下、組成物(a)という〕を用いることが好ましく、当該組成物(a)は、更にカチオン性ポリマーを含有することが好ましい。組成物(a)に配合されるカチオン性ポリマーは粉末状ものが好ましい。レオロジー改質剤、更に組成物(a)収容した水溶性包装体を用いることが好ましい。水溶性包装体は、水溶性材料でレオロジー改質剤、更に組成物(a)を包装してなるものであり、形状は問わない。また、密封されていなくてもよく、開放容器に収容した状態の水溶性包装体を使用してもよい。かかる水溶性包装体を、アジテーター車、又は攪拌機内に投入することが好ましい。
水溶性包装体には、例えば、水溶性樹脂であるポリビニルアルコールを原料としたシートを袋状に成型したものや、例えば、特開平5−9900に記載されているような水難溶性ないし不溶性のカルボキシメチルセルロース(CMC)またはカルボキシエチルセルロース繊維と、水難溶性ないし不溶性の無機粉体と、パルプ等の製紙用繊維とを混抄したシートに、アルカリ可溶性ないし解砕性の重合体を一体化したアルカリ崩壊性のシートを袋状に成型したものを用いることができる。水溶性包装体を構成する水溶性材料の厚みは、10〜150μm程度が適当であり、好ましくは15〜50μmである。また、これら水溶性包装体を構成する水溶性材料は、農薬、染料、顔料、ワックス、トイレ殺菌剤等にも使用されるが、中でもセメントへの遅延性が小さいものが好ましい。
本発明の水硬性組成物は、土木・建築材料および二次製品材料として使用するコンクリート、モルタル及びセメントペースト等の水硬性組成物として使用できる。
本発明の水硬性組成物は、高流動コンクリートとして用いることができる。なかでも、水中不分離コンクリートや自己充填性コンクリートとして用いることができる。高流動コンクリートのうち、自己充填性コンクリートとして用いられる場合、一般にJIS A 1101によるコンクリートのスランプフロー値が50cm以上、更に50〜70cmが好ましい。前述のように、水硬性組成物の中で高い流動性を有し、しかも分離抵抗性に優れた物性を有するものを自己充填性のあるものと呼ぶが、骨材として分離しやすい砂利などを添加するコンクリーとでは、この物性が重要な意味を持つ。こうした物性を備えるコンクリートは自己充填性コンクリートと称されているが、本発明は種々の水硬性組成物の中でも、この自己充填性コンクリートにおいてその効果が発揮される。そして、このような本発明の効果は、水中不分離性コンクリートにおいては、材料分離抵抗や水中での強度を著しく向上させる。
また、本発明の水硬性組成物は、軽量高流動コンクリートとして用いることができる。軽量高流動コンクリートは、一般のコンクリートに比べ、比重が低く、流動性、充填性が高く、コンクリート打設時に締め固めを必要とせず、高所からの充填も可能で、一般のコンクリートと同等またはそれ以上の施工品質を確保できるため、各種工法に用いられている。例えば、軽量高流動コンクリートは、鋼製橋脚や中空床版等に充填することで耐震補強を行うなど、各種充填工法に用いることができる。軽量高流動コンクリートとしては、天然あるいは人工の軽量骨材を使用した軽量コンクリートや気泡を取り込んだエアモルタルが知られている。
本発明の水硬性組成物を軽量高流動コンクリートとして用いる場合、スランプフロー値(JIS A 1150−2001)は50〜80cm、更に55〜75cm、より更に60〜70cmが好ましい。スランプフロー値は、一般式(a1)で表される化合物の添加量や、他の混和剤(減水剤、AE減水剤、高性能減水剤、高性能AE減水剤、流動化剤等)で調整することができる。配合や性状によって変化するので一概には言えないが、例えば、一般式(a1)で表される化合物の添加量が多くなれば、スランプフロー値は小さくなり粘性が高くなる傾向を示す。一方、他の混和剤の添加量が多くなれば、スランプフロー値は大きくなり粘性が低くなる傾向を示す。
また、本発明の水硬性組成物を軽量高流動コンクリートとして用いる場合、単位容積質量は300〜2000kg/m3、更に500〜1500kg/m3、より更に800〜1200kg/m3が好ましい。
また、本発明の水硬性組成物を軽量高流動コンクリートとして用いる場合、上記の単位容積質量の範囲で、圧縮強度(JIS A 1108による)が0.2〜50N/mm2、更に0.5〜40N/mm2、より更に0.8〜30N/mm2であることが好ましい。
また、本発明の水硬性組成物を軽量高流動コンクリートとして用いる場合、骨材を除いたモルタル部分については、単位容積質量は0.3〜2.0kg/m3が好ましく、JIS R 5201で規定される機器を用いて打撃をせずに測定したモルタルフローは200〜300mmが好ましく、圧縮強度は2〜50N/mm2が好ましい。
また、本発明の水硬性組成物は、透水性コンクリートとして用いることができる。透水性コンクリートは、ポーラスコンクリートやまぶしコンクリートと称される透水性のあるコンクリートであり、20〜30%の連続した空隙を含む。その製法は、セメントペーストで粗骨材をまぶし、成形するものである。
本発明の水硬性組成物を透水性コンクリートとして用いる場合、骨材は空隙を形成する観点から、細骨材を含まないことが好ましく、粗骨材としては、粒径が5〜25mmのもの使用することが好ましい。具体的には、「アスファルト舗装要領(社団法人日本道路協会編集 平成5年4月5日4版発行丸善株式会社発売)、56頁 表3−5−1」に記載の4号骨材(20〜25mm)、5号骨材(13〜20mm)、6号骨材(5〜13mm)を使用することが好ましい。
また、本発明の水硬性組成物を透水性コンクリートとして用いる場合、空隙率20〜30%の連続した空隙を含むことが好ましい。この空隙率は次の式で定義される。
空隙率(%)=(T−W)/T×100
T=空気が全くないと仮定して計算したコンクリートの単位容積重量(kg/m3
W=容器に充填したコンクリートの単位容積重量(kg/m3
空気が全くない状態は用いた材料の比重と配合量から計算する。この計算では本発明に係るレオロジー改質剤や高性能(AE)減水剤等の水溶液は液の比重を1.00とする。コンクリートの単位容積重量はJIS A 1128に従って測定する。
空隙率20〜30%に対応する粗骨材の使用領域としては、例えば4号、5号、6号骨材を、好ましくはそれぞれ4号/5号/6号=0〜50/0〜100/0〜100(重量比)、より好ましくは0〜30/20〜100/0〜80の範囲で使用することが挙げられる。また、4号、5号、6号骨材の合計で骨材中80重量%以上使用することが好ましく、100重量%使用することがより好ましい。また、該容積率を得るための粗骨材と本発明の水硬性組成物の容積比として、例えば、粗骨材/水硬性組成物=70〜90/30〜10(容積比)の範囲が挙げられる。
以上のように、本発明によれば、本発明の水硬性組成物を、高流動コンクリート、水中不分離コンクリート、軽量高流動コンクリート又は透水性コンクリートの製造に用いる、水硬性組成物の使用方法が提供される。
また、本発明の水硬性組成物は、無機繊維及び/又は有機繊維を含有することができる。一般に、高流動コンクリートに対し、所望の強度と靭性が十分に発揮できるような量の短繊維を混入すると、流動性が低下して自己充填性能が失われるが、本発明ではこのような問題が生じない。また、流動性を確保するために粉体量と単位水量とを増加し且つ高性能(AE)減水剤を増量しても、材料分離を起こし難い。無機繊維としては、炭素繊維、ガラス繊維、鋼繊維などの無機繊維が挙げられ、また、有機繊維としては、ビニロン繊維、ポリプロピレン繊維、アラミド繊維等が挙げられる。有機繊維としてはポリプロピレン繊維が好ましく、ポリプロピレン繊維としては、形状が直線的なストレート形ポリプロピレン短繊維または波形のポリプロピレン短繊維を使用することができる。ストレート形ポリプロピレン短繊維は、コンクリートへの配合に適するような繊維径と繊維長さ,例えば繊維径1000〜9000デニールと、繊維長さ5〜60mmをもつ自己支持性形状(一端支持でも曲がらないような自己支持性形状)の直線状(ストレート形)のポリプロピレン短繊維を意味する。波形ポリプロピレン短繊維は,ストレート形ポリプロピレン短繊維を波形に成形したものであり、成形後の繊維径と繊維長さについてはストレート形のものと実質的に変わりはない。繊維が波形であるとは、山と谷が理想的には同ピッチで交互に繰り返すように、成形または加工されたものを言い、外部より応力が加わっていない状態ではその波形の形状を維持している。繊維が波形であると、ストレート形よりもコンクリートとの付着強度が高くなってクラックの発生を抑制し、さらに微細なクラックが発生してもそのクラックの進展を防ぎ、クラックを分散させる作用を示す。無機繊維及び/又は有機繊維の配合量は、水硬性組成物に対して、0.1〜2.0容積%が好ましい。
製造例(a−1の製造)
反応槽にヘキサデシルジメチルアミン39.1kg、オクタデシルジメチルアミン100.4kgを仕込み、65℃に昇温した。イオン交換水487.2kg、p−トルエンスルホン酸の70%水溶液122.7kgを仕込み、攪拌した後、更にイオン交換水27kgを仕込み、1時間攪拌し均一化させた。得られた混合水溶液の全量を65℃まで昇温し、攪拌後、系内を窒素置換した。EO27.4kgを仕込み、3時間、65℃で反応させた。その後、反応器内の残圧を系外にブローし、65℃で200torr(26.7kPa)、30分間の脱気を行った。さらに、p−トルエンスルホン酸の70重量%水溶液32.3kgを仕込み、48重量%NaOH水溶液8.0kgで中和し、さらにカチオン性ポリマー〔ポリジメチルアミノエチルメタクリレートジエチル硫酸塩(重量平均分子量12万、カチオン化密度3.6meq/g)の35重量%水溶液〕155.4kg、消泡剤0.5kg(FSアンチフォームQ1−1183:東レ・ダウコーニング社製)を仕込み均一化させ、目的とするジメチルヒドロキシエチルアルキルアンモニウムp−トルエンスルホネート及びカチオン性ポリマーを含む混合水溶液約1tを得た。混合水溶液の分析値は、pH7.2、水分66.8%、原料アミン反応率99%であった。
次に、槽内温度90℃に設定した横型円筒ジャケット式真空乾燥機(高砂化工機株式会社製、容量:3.136m、直径1.1m×長さ3.5m、動力11kW、粉砕棒サイズ:φ35×3.38m、)に、前記混合水溶液1tを投入した。攪拌速度6.4rpm、減圧度0.070MPa、乾燥時間12時間の条件で乾燥させた後、乾燥物が室温になるまで6時間冷却した。乾燥物の水分量を計測し、水分量が1重量%以下になった乾燥物を粉砕機(ミル)で粉砕し、目的とするレオロジー改質剤a−1〔一般式(a1)で表される化合物及びカチオン性ポリマーを含有する粉末状組成物〕を得た。
製造例(a−2の製造)
フラスコに水50g、p−トルエンスルホン酸1水和物95.1g、イソプロピルアルコール(IPA)85.0gを仕込み、60℃に昇温、攪拌して溶解した。この混合調整溶液を50から60℃に保ち、予め融解させておいた硬化牛脂ジメチルアミン145.4gを、60℃に保持して3時間かけて滴下した。滴下終了後、60℃でさらに1時間攪拌後、硬化牛脂ジメチルアミンのp−トルエンスルホン酸塩のIPA/水−混合溶液(1)375.5gを得た。次に、2Lのオートクレーブに、混合溶液(1)375gを仕込み、攪拌後、系内を窒素置換した。65℃まで昇温し、EO28.6gを仕込み、3時間反応させた。反応器内の残圧を系外にブローし、45℃で200torr(26.7kPa)、30分間の脱気をした。さらに、pH調整(p−トルエンスルホン酸1水和物、IPA)を行い、目的とするレオロジー改質剤a−2(ジメチルヒドロキシエチルアルキルアンモニウムp−トルエンスルホネートのIPA/水−混合溶液)390gを得た。
表1に、以下の実施例及び比較例で用いたレオロジー改質剤を示す。
Figure 2010111538
実施例1及び比較例1
表1のレオロジー改質剤を用いて、高流動性コンクリートについて試験した。すなわち、表2に示す配合条件で、100Lの強制二軸ミキサーを用いて、セメント(C)、細骨材(S)、粗骨材(G)、レオロジー改質剤を投入し空練りを10秒行い、高性能AE減水剤を含む練り水(W)を加え、40Lのコンクリートを90秒間混練りした(但し、レオロジー改質剤a−2は練り水に加えた)。製造したコンクリートをミキサー中で5分間静置した後、15秒間攪拌を行い、練板に排出し、以下に示す試験法にしたがって、流動性としてスランプフロー値、自己充填性、圧縮強度(材齢1日)(初期の強度発現の指標)、及び硬化時間(水和によって流動性が消失するまでの時間で、凝結時間ともいう)について測定した。結果を表3に示す。
尚、高性能AE減水剤は、ポリカルボン酸系ポリエーテル(商品名:マイテイ3000S、花王(株)製)を使用し、添加量はスランプフロー値が60〜65cmになるように調整した。
Figure 2010111538
表2中の使用材料は以下の通りである。
水(W):水道水セメント
普通ポルトランドセメント(C):市販品、密度3.16g/cm3
高炉スラグ(SLG):新日鉄セメント製、密度2.89g/cm3、比表面積3400cm2/g
細骨材(S):紀ノ川産川砂:君津産山砂=1:1、表乾密度2.57g/cm3、粗粒率2.57
粗骨材(G):高知県鳥形山産石灰砕石、表乾密度2.71g/cm3、粗粒率7.03、最大寸法20mm
<評価方法>
1.スランプフロー値:JIS A 1101によるスランプフロー値(cm)に準じる。
2.自己充填性:高流動コンクリート施行指針(土木学会基準)、IV試験方法(充填装置を用いた間隙通過性試験方法)に基づいて評価した。ボックス形容器を充填装置として用い、流動障害は障害R2を使用した。評価基準は下記の通り。
A:充填高さが320mm以上
B:充填高さが300mm以上320未満
C:充填高さが250mm以上300mm未満
D:充填高さが250mm未満
3.圧縮強度:JIS A 1108の圧縮強度試験による圧縮強度(材齢1日)の測定を行った。評価基準は下記の通りである。
A:5N/mm2以上
B:3N/mm2以上5N/mm2未満
C:3N/mm2未満
4.硬化時間:JIS A 6204のプロクター貫入抵抗試験による凝結時間の測定を行った。評価基準(始発時間)は下記の通りである。
A:5時間以上7時間未満
B:7時間以上9時間未満
C:9時間以上
Figure 2010111538
実施例2及び比較例2
表1のレオロジー改質剤を用いて、水中不分離性コンクリートについて試験を行った。すなわち、表4に示す配合条件で、100Lの強制二軸ミキサーを用いて、セメント(C)、細骨材(S)、粗骨材(G)、化合物を投入し空練りを10秒行い、高性能減水剤を含む練り水(W)を加え2分間混練りした(但し、a−2は練水に加えた)。この40Lのコンクリートについて、以下に示す試験法にしたがって、材料分離抵抗性として懸濁物質量(SS)および圧縮強度(材齢7日)の測定を行った。その結果を表5に示す。
なお、高性能AE減水剤は「マイテイ3000S」(ポリカルボン酸系ポリエーテル、花王(株)製)を用い、「土木学会、水中不分離性コンクリート設計施行指針(案)、コンクリートのスランプフロー試験方法(案)」によるスランプフロー値が55〜60cmとなる量で添加した。
Figure 2010111538
表4中の使用材料は以下の通りである。
水(W):水道水
セメント(C):普通ポルトランドセメント、市販品、密度3.16g/cm3
細骨材(S):千葉県君津産山砂、表乾密度2.62g/cm3、粗粒率2.57
粗骨材(G):高知県鳥形山産石灰砕石、表乾密度2.71g/cm3、粗粒率7.03、最大寸法20mm
<評価方法>
1.懸濁物質量(SS):「土木学会、水中不分離性コンクリート設計施行指針(案)、水中不分離性コンクリートの水中分離度試験方法(案)」に基づいて評価した。評価基準は以下の通りである。
A:15%以下
B:15%超30%以下
C:30%超60%以下
D:60%超
2.圧縮強度:水中作製および気中作製(材齢7日)「土木学会、水中不分離性コンクリート設計施行指針(案)、水中不分離性コンクリートの圧縮強度試験用水中作製供試体の作り方(案)」に基づいて評価した。
Figure 2010111538
表5から明らかなように、実施例2−1、2−2は、水中での材料分離抵抗性に優れると同時に、7日後の水中作製供試体の強度発現も同時に優れた結果が得られている。これに対し比較例2−1では、材料分離抵抗性を得るために所定の添加量を加えると、凝結遅延を引き起こし十分な強度が得られない。比較品の強度低下の原因として高性能減水剤の多量添加も一因として挙げられる。
実施例3及び比較例3
表1のレオロジー改質剤を用いて、軽量高流動コンクリートについて試験した。すなわち、表6に示す配合条件で、100Lの強制二軸ミキサーを用いて、セメント(C)、細骨材(S)、粗骨材(G)、レオロジー改質剤を投入し空練りを10秒行い、高性能減水剤を含む練り水(W)を加え30秒間攪拌した後、化合物(A)を添加し2分間混練りした(ただし、レオロジー改質剤a−2は練り水に加えた)。この40Lのコンクリートについて、以下に示す試験法にしたがって、流動性としてスランプフロー値、圧縮強度(材齢28日)、及び単位容積質量(見かけ密度)の測定を行った。結果を表7に示す。
<コンクリート材料>
W:水道水
C1:早強ポルトランドセメント、密度3.13g/cm3、比表面積4470cm2/g
C2:普通ポルトランドセメント、密度3.16g/cm3、比表面積3300cm2/g
S1:絶乾密度0.70g/cm3、表乾密度0.76g/cm3、24h吸水率8.60%の人工軽量細骨材
S2:絶乾密度0.58g/cm3、表乾密度0.63g/cm3、24h吸水率8.80%の人工軽量細骨材
G:絶乾密度0.94g/cm3、表乾密度0.96g/cm3、24h吸水率11.5%の人工軽量粗骨材〔商品名:スーパーメサライトSG(日本メサライト社製)〕
高性能AE減水剤:「マイテイ3000S」(ポリカルボン酸系ポリエーテル、花王(株)製)
<評価方法>
(1)スランプフロー値
JIS A 1150−2001による。
(2)圧縮強度(材齢28日)
JIS A 1108−1999による。
(3)単位容積質量(材齢28日)
JIS A 1108−1999に記される見かけ密度を単位容積質量とした。
Figure 2010111538
Figure 2010111538
表7に示すように、本発明により、スランプフロー値50〜63cmの高流動性が得られた。一方、比較例では、所定量の高性能減水剤量では高流動性が得られず、強度も実施例に到達しない。
実施例4及び比較例4
スランプフロー値が60〜70cmの高流動コンクリートに、無機または有機繊維を配合し、フレッシュ性状と硬化性状を測定した。練り混ぜは容量100Lの強制2軸ミキサーを用いて行った。これらのコンクリートの配合を表8に、また、以下に示す試験法にしたがって測定したコンクリートのスランプフロー値(流動性)、圧縮強度、及び曲げ強度を表9に示した。なお、コンクリートの使用材料は次のとおりである。また、各評価は以下の方法で行った(試験温度は20℃)。
<使用材料>
・普通ポルトランドセメント(C):市販品、密度3.16g/cm3
細骨材(S):紀ノ川産川砂:君津産山砂=1:1、表乾密度2.57g/cm3、粗粒率2.57
・粗骨材(G):高知県鳥形山産石灰砕石、表乾密度2.71g/cm3、粗粒率7.03、最大寸法20mm
・高性能AE減水剤:「マイテイ3000S」(ポリカルボン酸系ポリエーテル、花王(株)製)、添加量は、有効分重量0.34%(対セメント重量)
・レオロジー改質剤(表1):添加量は、有効分重量0.25%(対セメント重量)
・鋼繊維:株式会社ブリジストン製の商品名タフグリップ(径0.6mm、長さ30mmでフック付き)
・ビニロン繊維:クラレ株式会社製の商品名クラテック(径4000デニール、長さ30mm)
・ポリプロピレン繊維:萩原工業株式会社製の商品名ポリウェーブ(径3200デニール、長さ30mmの波形ポリプロピレン短繊維)
<評価方法>
(1)スランプフロー値
JIS A 1150−2001による。
(2)圧縮強度
JIS A 1108−1999による。
(3)曲げ強度
JIS A 1106−1999による。
Figure 2010111538
Figure 2010111538
表9の結果から、本発明のレオロジー改質剤を使用した実施例のスランプフロー値および強度物性は、比較例に比べて大きく、また、硬化性状は繊維無しの比較例4−1よりも向上しており、より優れた圧縮強度および曲げ強度が得られている。
実施例5及び比較例5
表1のレオロジー改質剤を用いて、ポーラスコンクリートについて試験を行った。すなわち、レオロジー改質剤を除いた表10に示す配合で、オムニミキサー(千代田技研工業社製)で2分間混合した後、化合物を0.25重量%(対セメント重量比)添加して更に1分間混合した。得られた混合物のスランプフロー値を測定(JIS A 1150−2001による)した。また、混合物を、直径×高さ=10cm×20cmの型枠に充填し、7日間静置した。7日後に脱型し、得られた直径×高さ=10cm×20cmの成型体の圧縮強度を、JIS A−1108 コンクリートの圧縮強度試験方法により測定した。また、この成型体を高さ方向の中央で切断して、直径×高さ=10cm×10cmの円柱体として上下の重量を測定した。材料分離抵抗性と透水性の両方の指標となる空隙の均一性を、上下の重量差から以下の基準で判定した。これらの結果を表11に示す。
(空隙均一性の評価基準)
A:重量差2%以下
B:重量差2%超4%未満
C:重量差4%以上
Figure 2010111538
・セメント(C):普通ポルトランドセメント(市販品)
・高性能AE減水剤:「マイテイ3000S」(ポリカルボン酸系ポリエーテル、花王(株)製)
・砂利(G):和歌山産砕石5号
Figure 2010111538
本発明のレオロジー改質剤は、添加時の作業性に優れ、この剤を用いることで、均一な空隙を有し、強度の高い透水性コンクリートが得られる。

Claims (5)

  1. 一般式(a1)で表される化合物を含有するレオロジー改質剤と、水硬性粉体と、骨材と、コンクリート混和剤と、水とを含有する、スランプフロー値35〜80cmの水硬性組成物。
    Figure 2010111538

    (式中、R1aは炭素数10〜26のアルキル基、R2aは炭素数1〜22のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、R3a、R4aは、それぞれ、炭素数1〜3のアルキル基又はヒドロキシアルキル基、Yはエチレン基又はプロピレン基、nは0又は1の数、X-はアニオン性芳香族化合物残基を表す。)
  2. 更に、カチオン性ポリマーを含有する請求項1記載の水硬性組成物。
  3. 更に、高炉スラグ、石灰系微粉末、フライアッシュ及びシリカフュームの少なくとも1種の無機粉体を含む請求項1又は2記載の水硬性組成物。
  4. 無機繊維及び/又は有機繊維を含有する請求項1〜3の何れか1項記載の水硬性組成物。
  5. 請求項1〜3の何れか1項記載の水硬性組成物を、高流動コンクリート、水中不分離コンクリート、軽量高流動コンクリート又は透水性コンクリートの製造に用いる、水硬性組成物の使用方法。
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