JP2022147028A - polymer cement concrete - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、セメント混和用ポリマーを含むポリマーセメントコンクリートに関する。 The present invention relates to polymer-cement concrete containing cement-compatible polymers.
ポリマーセメントモルタルあるいはポリマーセメントコンクリートは、セメントと骨材と樹脂エマルジョン等のポリマーを含むモルタルコンクリートであり、耐摩耗性、耐薬品性等の物理的・化学的耐久性や良好な付着性等を有するため、コンクリート構造物の表面仕上げや表面欠損部の補修等に使用されている（例えば、特許文献１、２）。 Polymer cement mortar or polymer cement concrete is mortar concrete containing polymers such as cement, aggregate, and resin emulsion, and has physical and chemical durability such as abrasion resistance and chemical resistance, and good adhesion. Therefore, it is used for finishing the surface of concrete structures and repairing surface defects (for example, Patent Documents 1 and 2).
ところでポリマーをコンクリートに添加すると、空気が巻き込まれやすくなるため、コンクリート中の空気量が多くなることが指摘されている。空気量が多くなりすぎると、コンクリートの強度が低下する虞がある。このため、コンクリートに使用されるセメント混和用ポリマーには、あらかじめ安定剤や消泡剤が添加され、成分調製されていることが多い。 By the way, it has been pointed out that adding a polymer to concrete increases the amount of air in the concrete because air is easily entrained. Too much air may reduce the strength of the concrete. For this reason, in many cases, a stabilizer and an antifoaming agent are added in advance to cement-mixable polymers used in concrete to prepare the components.
しかしながら、コンクリートの配合や使用する材料の組み合わせによっては、セメント混和用ポリマーを添加した場合、どうしてもコンクリート中の空気量が多くなり、所定の空気量に調製できない場合がある。 However, depending on the composition of the concrete and the combination of materials used, the addition of the cement-mixing polymer unavoidably increases the amount of air in the concrete, and it may not be possible to adjust the amount of air to a predetermined level.
本発明は、所定の空気量を確保することが可能であり、また安定したフレッシュ性状が得られるポリマーセメントコンクリートを提供することを課題とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polymer cement concrete in which a predetermined amount of air can be secured and a stable fresh property can be obtained.
本発明者らは、鋭意検討した結果、前記課題を解決できるポリマーセメントコンクリートが得られることを見出した。本発明は、以下の〔１〕～〔６〕を提供するものである。
〔１〕セメント、骨材、水、セメント混和用ポリマー及び消泡剤を含むポリマーセメントコンクリート。
〔２〕前記消泡剤が粉末型消泡剤である〔１〕のポリマーセメントコンクリート。
〔３〕前記粉末型消泡剤は、５μｍ以下の粒子含有率が２５体積％以下である〔２〕のポリマーセメントコンクリート。
〔４〕セメント、骨材、水、セメント混和用ポリマー及び消泡剤を含むポリマーセメントコンクリートの製造方法であって、当該ポリマーセメントコンクリートは、セメント混和用ポリマーをセメントに対して固形分換算で５～２７質量％、消泡剤をセメントに対して０．０００５～０．１０質量％含むことを特徴とするポリマーセメントコンクリートの製造方法。
〔５〕前記消泡剤が粉末型消泡剤である〔４〕のポリマーセメントコンクリートの製造方法。
〔６〕前記粉末型消泡剤を除く材料を含むポリマーセメントコンクリートを製造した後に、前記粉末型消泡剤を後添加することを特徴とする〔５〕のポリマーセメントコンクリートの製造方法。
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that a polymer cement concrete that can solve the above problems can be obtained. The present invention provides the following [1] to [6].
[1] A polymer-cement concrete containing cement, aggregate, water, a cement-mixing polymer and an antifoaming agent.
[2] The polymer cement concrete of [1], wherein the antifoaming agent is a powder type antifoaming agent.
[3] The polymer cement concrete of [2], wherein the powdery antifoaming agent has a content of particles of 5 μm or less of 25% by volume or less.
[4] A method for producing a polymer-cement concrete containing cement, aggregate, water, a cement-mixing polymer, and an antifoaming agent, wherein the polymer-cement concrete contains the cement-mixing polymer in terms of solid content of 5 to cement. A method for producing polymer cement concrete, characterized in that it contains 0.0005 to 0.10% by mass of an antifoaming agent based on the cement.
[5] The method for producing polymer cement concrete according to [4], wherein the antifoaming agent is a powder type antifoaming agent.
[6] The method for producing polymer cement concrete according to [5], wherein the powdered antifoaming agent is post-added after producing the polymer cement concrete containing materials other than the powdered antifoaming agent.
本発明によれば、セメント混和用ポリマーを使用した場合でも、所定の空気量に調製でき、またフレッシュ性状の安定したコンクリートを製造することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, even when a polymer for cement admixture is used, it is possible to adjust the amount of air to a predetermined level and to produce concrete with stable fresh properties.
＜ポリマーセメントコンクリート＞
本発明のポリマーセメントコンクリートは、セメント、骨材、水、セメント混和用ポリマー及び消泡剤を含む。以下に、詳しく説明する。
<Polymer Cement Concrete>
The polymer-cement concrete of the present invention comprises cement, aggregate, water, a cement-mixing polymer and an antifoaming agent. A detailed description is given below.
本発明で用いるセメントは、種々のものを使用することができる。例えばポルトランドセメントや混合セメント等である。ポルトランドセメントとしては、普通、早強、低熱、中庸熱等、各種ポルトランドセメントが挙げられる。混合セメントとしては、フライアッシュ、高炉スラグ、シリカフュームまたは石灰石微粉末等が混合された各種混合セメント等が挙げられる。また、上記以外のセメントとして、エコセメント、急硬性セメントなども使用できる。これらのセメントは、いずれか１種類を用いて使用することもできるが、２種類以上のセメントを組み合わせて使用してもよい。セメント量（単位セメント量）としては、２５０～５００ｋｇ／ｍ3が好ましく、３００～４５０ｋｇ／ｍ3がより好ましい。 Various types of cement can be used in the present invention. Examples include portland cement and mixed cement. Portland cement includes various Portland cements such as normal, high early strength, low heat, and moderate heat. Examples of the mixed cement include various mixed cements in which fly ash, blast furnace slag, silica fume, limestone fine powder, etc. are mixed. In addition, as cement other than the above, ecocement, rapid hardening cement, etc. can be used. Any one of these cements may be used, but two or more cements may be used in combination. The cement amount (unit cement amount) is preferably 250 to 500 kg/m 3 , more preferably 300 to 450 kg/m 3 .
本発明で用いるセメント混和用ポリマーは、ＪＩＳ A ６２０３で規定するセメント混和用ポリマーディスパージョンおよびセメント混和用再乳化形粉末樹脂である。具体的には、合成ゴム系，天然ゴム系，ゴムアスファルト系などのゴムラテックス、エチレン酢酸ビニル系，アクリル酸エステル系，樹脂アスファルト系などの樹脂エマルション、ゴムラテックス及び樹脂エマルションに安定剤などを加えたものを乾燥して得られる再乳化可能な粉末状樹脂である。この中で、ゴムラテックスが好ましく、特に、曲げ強度、接着強度、耐久性向上の点からスチレンブタジエン系ゴムラテックスが好ましい。 The cement-mixing polymer used in the present invention is a cement-mixing polymer dispersion and a cement-mixing re-emulsified powder resin specified in JIS A 6203. Specifically, rubber latex such as synthetic rubber, natural rubber, and rubber asphalt, resin emulsion such as ethylene vinyl acetate, acrylic acid ester, and resin asphalt, and stabilizers are added to rubber latex and resin emulsion. It is a powdery resin that can be re-emulsified by drying. Among these, rubber latex is preferred, and styrene-butadiene rubber latex is particularly preferred from the viewpoint of improving bending strength, adhesive strength and durability.
セメント混和用ポリマーの添加量は、セメントに対して、固形分換算で５～２７質量％が好ましく、１０～２２質量％がより好ましい。 The amount of cement-mixable polymer to be added is preferably 5 to 27% by mass, more preferably 10 to 22% by mass in terms of solid content, relative to cement.
本発明で用いる消泡剤は、一般にコンクリート用として使用されている消泡剤を使用することができる。また液体型のもの、粉末型のものいずれも使用できる。具体的には、粉末型消泡剤としては、ポリエーテル、鉱物油、エステル、アミン、アミド、シリコーン等が挙げられる。特にポリエーテル系が好ましい。また、液体型消泡剤としては、ポリエーテル、シリコーン、界面活性剤、高級アルコール等が挙げられる。 Antifoaming agents generally used for concrete can be used as the antifoaming agent used in the present invention. Both liquid type and powder type can be used. Specific examples of powdery antifoaming agents include polyethers, mineral oils, esters, amines, amides, and silicones. A polyether system is particularly preferred. Liquid antifoaming agents include polyethers, silicones, surfactants, and higher alcohols.
粉末型消泡剤を用いる場合は、所定の粒度分布を有するものが好ましい。泡の破壊には、泡膜の厚みに応じて消泡剤が適切な粒子径で分散していることが重要である。微粉末が多いと比較的泡膜の厚い大きな泡の破壊が効果的に行われず、その結果、流動性に影響することが考えられる。具体的には、５μｍ以下の粒子含有率が２５体積％以下であることが好ましい。粉末型消泡剤の粒度については、レーザー回折式乾式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。 When a powder type antifoaming agent is used, it preferably has a predetermined particle size distribution. For destruction of foam, it is important that the antifoaming agent is dispersed with an appropriate particle size according to the thickness of the foam film. If there is a large amount of fine powder, large bubbles with relatively thick foam films cannot be effectively destroyed, and as a result, it is thought that flowability is affected. Specifically, the content of particles of 5 μm or less is preferably 25% by volume or less. The particle size of the powder-type antifoaming agent can be measured using a laser diffraction dry particle size distribution analyzer.
また、粉末型消泡剤は、１０５℃乾燥後の重量減少率が２５質量％以上であることが好ましい。１０５℃乾燥減量が２５質量％に満たない場合は、コンクリートの製造の際、消泡剤が凝集しやすくなる虞がある。 Further, the powder type antifoaming agent preferably has a weight loss rate of 25% by mass or more after drying at 105°C. If the loss on drying at 105°C is less than 25% by mass, the antifoaming agent may easily aggregate during the production of concrete.
消泡剤の添加量は、セメントに対して、０．０００５～０．１０質量％が好ましく、０．００１～０．０７５質量％がより好ましい。さらに詳しくは、粉末型消泡剤としては、セメントに対して、０．００１～０．１０質量％が好ましく、０．００５～０．０７５質量％がより好ましく、０．０１～０．０６質量％がさらに好ましい。液体型消泡剤としては、セメントに対して、０．０００５～０．１０質量％が好ましく、０．００１～０．０５質量％がより好ましく、０．００２～０．０２質量％がさらに好ましい。 The amount of the antifoaming agent added is preferably 0.0005 to 0.10% by mass, more preferably 0.001 to 0.075% by mass, relative to cement. More specifically, the powder type antifoaming agent is preferably 0.001 to 0.10% by mass, more preferably 0.005 to 0.075% by mass, and 0.01 to 0.06% by mass relative to cement. % is more preferred. The liquid antifoaming agent is preferably 0.0005 to 0.10% by mass, more preferably 0.001 to 0.05% by mass, and even more preferably 0.002 to 0.02% by mass, relative to cement. .
本発明で用いる骨材は、一般的にコンクリートで使用される細骨材、粗骨材を使用できる。具体的には、川砂、海砂、山砂、砕砂、人工細骨材、スラグ細骨材、再生細骨材、珪砂、川砂利、陸砂利、砕石、人工粗骨材、スラグ粗骨材、再生粗骨材等である。骨材量としては、１３００～２２００ｋｇ／ｍ3が好ましく、１５００～２０００ｋｇ／ｍ3がより好ましい。 Aggregates used in the present invention may be fine aggregates or coarse aggregates generally used in concrete. Specifically, river sand, sea sand, mountain sand, crushed sand, artificial fine aggregate, slag fine aggregate, recycled fine aggregate, silica sand, river gravel, land gravel, crushed stone, artificial coarse aggregate, slag coarse aggregate, Recycled coarse aggregate, etc. The amount of aggregate is preferably 1,300 to 2,200 kg/m 3 , more preferably 1,500 to 2,000 kg/m 3 .
本発明で用いる水は、特に限定されるものではなく、水道水などを使用することができる。水量（単位水量）としては、７５～２００ｋｇ／ｍ3が好ましく、８５～１８５ｋｇ／ｍ3がより好ましい。 The water used in the present invention is not particularly limited, and tap water or the like can be used. The amount of water (unit water amount) is preferably 75-200 kg/m 3 , more preferably 85-185 kg/m 3 .
本発明のポリマーセメントコンクリートは、さらに減水剤を含むことが好ましい。減水剤としては、一般にコンクリートに使用されるコンクリート用の各種剤が使用できる。例えば、減水剤、ＡＥ減水剤、高性能減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が挙げられる。減水剤の成分としては、メラミン系、ポリカルボン酸系、ナフタレンスルホン酸系、リグニンスルホン酸系等が挙げられる。 Preferably, the polymer cement concrete of the invention further comprises a water reducing agent. As the water reducing agent, various agents for concrete generally used for concrete can be used. Examples thereof include water reducing agents, AE water reducing agents, high performance water reducing agents, high performance AE water reducing agents and the like. Components of the water reducing agent include melamine-based, polycarboxylic acid-based, naphthalenesulfonic acid-based, ligninsulfonic acid-based, and the like.
本発明のポリマーセメントコンクリートには、上記以外に、本発明の効果を実質失わない範囲で、コンクリートに一般に使用されている各種混和剤（材）を添加することができる。この混和剤（材）として、例えば、ＡＥ剤、凝結調整剤、急硬材、凍結防止剤、防水材、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、保水材、顔料、撥水剤、白華防止剤、繊維、膨張材等が挙げられる。これらの一種又は二種以上を本発明による効果を阻害しない範囲で使用することができる。 In addition to the above, various admixtures (materials) generally used for concrete can be added to the polymer cement concrete of the present invention within a range that does not substantially impair the effects of the present invention. Examples of this admixture (material) include an AE agent, a setting modifier, a rapid hardening agent, an antifreeze agent, a waterproof agent, an anticorrosive agent, a shrinkage reducing agent, a thickener, a water retention agent, a pigment, a water repellent agent, and a whitening agent. Anti-blooming agents, fibers, expansive agents and the like can be mentioned. One or more of these can be used within a range that does not impair the effects of the present invention.
＜ポリマーセメントコンクリートの製造方法＞
本発明のポリマーセメントコンクリートの製造方法は、セメント、セメント混和用ポリマー及び消泡剤を含むポリマーセメントコンクリートの製造方法であり、当該ポリマーセメントコンクリートが、セメント混和用ポリマーをセメントに対して固形分換算で５～２７質量％、消泡剤をセメントに対して０．０００５～０．１０質量％含むものである。
<Method for producing polymer cement concrete>
The method for producing polymer cement concrete of the present invention is a method for producing polymer cement concrete containing cement, a polymer for cement admixture, and an antifoaming agent, and the polymer cement concrete is a method for producing polymer cement concrete in which the polymer for cement admixture is converted to solid content with respect to cement. 5 to 27% by mass, and 0.0005 to 0.10% by mass of antifoaming agent based on cement.
製造方法としては、特に限定されるものではなく、一般的なポリマーセメントコンクリートと同様な方法で製造することができる。例えばコンクリートミキサに水、セメント混和用ポリマー、消泡剤、ポルトランドセメントおよび骨材を投入し、一括練りで製造する方法である。コンクリートミキサとしては、傾胴ミキサ、パン型ミキサ、二軸ミキサ、オムニミキサ、などを用いることができる。なお、粉末型消泡剤の添加方法については、粉末型消泡剤以外の材料を使用してポリマーセメントコンクリートを製造した後に、粉末型消泡剤を後添加することが好ましい。 The manufacturing method is not particularly limited, and it can be manufactured by the same method as for general polymer cement concrete. For example, water, a cement-mixing polymer, an antifoaming agent, Portland cement, and aggregate are put into a concrete mixer and kneaded all at once. As a concrete mixer, a tilting mixer, a pan-type mixer, a twin-shaft mixer, an omni-mixer, or the like can be used. As for the method of adding the powdered antifoaming agent, it is preferable to post-add the powdered antifoaming agent after the polymer cement concrete is produced using materials other than the powdered antifoaming agent.
以下、本発明の実施例を示す。ただし、本発明はこれらに限定されるものではない。 Examples of the present invention are shown below. However, the present invention is not limited to these.
＜使用材料＞
実施例で使用した材料を表１に示す。
なお、粉末型消泡剤の粒度については、レーザー回折式乾式粒子径分布測定装置（ＨＥＬＯＳ、株式会社日本レーザー社製）を用いて測定し、粒子含有率を求めた。また、１０５℃乾燥減少率は、粉末型消泡剤７ｇを１０５℃の乾燥機内に静置し、２４時間乾燥後の質量減少量を測定して算出した。
<Materials used>
Materials used in the examples are shown in Table 1.
The particle size of the powder-type antifoaming agent was measured using a laser diffraction dry particle size distribution analyzer (HELOS, manufactured by Japan Laser Co., Ltd.) to determine the particle content. The 105° C. drying reduction rate was calculated by placing 7 g of the powdery antifoaming agent in a dryer at 105° C. and measuring the weight loss after drying for 24 hours.
（ポリマーセメントコンクリートの製造）
コンクリートの配合を表２に示す。なお、表中のセメント混和用ポリマー（Ｐ）の値は固形分換算の値である。固形分以外は水として、表中のＷに含めて記載した。
粉末型消泡剤を使用する場合、消泡剤を除く全ての使用材料を傾胴ミキサに投入し、３分間練り混ぜた後、消泡剤を投入し、１分間練り混ぜてポリマーセメントコンクリートを製造した。
液体型消泡剤を使用する場合、消泡剤を含む全ての使用材料を傾胴ミキサに投入し、３分間練り混ぜてポリマーセメントコンクリートを製造した。
なお、空気量の目標値を３．０±１．５％に設定した。また、スランプの目標値は１８．０±２．５ｃｍとした。
(Manufacture of polymer cement concrete)
Table 2 shows the concrete mix. Incidentally, the values of cement-mixing polymer (P) in the table are the values in terms of solid content. Other than the solid content, it is described as water and included in W in the table.
When using a powder type antifoaming agent, put all the ingredients except the antifoaming agent into a tilting mixer and mix for 3 minutes, then add the antifoaming agent and mix for 1 minute to form polymer cement concrete. manufactured.
When liquid defoamer was used, all ingredients used, including defoamer, were placed in a tilting mixer and mixed for 3 minutes to produce polymer cement concrete.
The target value of the air amount was set at 3.0±1.5%. Also, the target value of the slump was set to 18.0±2.5 cm.
（試験方法）
製造したポリマーセメントコンクリートの試験方法を以下に示す。
（１）スランプ
ＪＩＳ Ａ １１０１（コンクリートのスランプ試験方法）に準じて、コンクリートのスランプを測定した。
（２）空気量
ＪＩＳ Ａ １１２８（フレッシュコンクリートの空気量の圧力による試験方法‐空気室圧力方法）に準じて、コンクリートの空気量を測定した。
(Test method)
Test methods for the polymer cement concrete produced are shown below.
(1) Slump Slump of concrete was measured according to JIS A 1101 (concrete slump test method).
(2) Air content The air content of concrete was measured according to JIS A 1128 (testing method for air content of fresh concrete by pressure - air chamber pressure method).
（試験結果）
まず、消泡剤無添加のポリマーセメントコンクリートについて試験した結果、空気量が５％以上と多くなり、どうしても目標値である３．０±１．５％に調製することができなかった。
次に、消泡剤として、粉末型消泡剤１（ＤＦ１）を用い、セメントに対して０．０２５質量％、０．０５質量％を添加して評価した。スランプ及び空気量の試験結果を表３に示す。空気量は、それぞれ２．０％、２．１％、スランプは１９．０ｃｍであり、いずれも目標値を満たすポリマーセメントコンクリートが得られた。
次に、消泡剤として、粉末型消泡剤２（ＤＦ２）を用い、セメントに対して０．０１３質量％、０．０２５質量％添加して評価した。試験結果を表３に示す。空気量は、それぞれ２．８％、１．９％であり、目標値を満たすポリマーセメントコンクリートが得られたが、スランプは目標値よりも小さくなった。粉末型消泡剤１に比べると、スランプの調整がやや難しい傾向であった。
最後に、消泡剤として、液体型消泡剤３（ＤＦ３）を用い、セメントに対して０．００４質量％、０．０１０質量％添加して評価した。試験結果を表３に示す。空気量は、それぞれ２．８％、２．９％、スランプは、それぞれ１６．５ｃｍ、１７．５ｃｍであり、目標値とするポリマーセメントコンクリートが得られた。
(Test results)
First, as a result of testing polymer cement concrete with no antifoaming agent added, the air content was as high as 5% or more, and the target value of 3.0±1.5% could not be achieved.
Next, powder type antifoaming agent 1 (DF1) was used as an antifoaming agent, and 0.025% by mass and 0.05% by mass were added to cement for evaluation. Table 3 shows the test results of slump and air content. The air content was 2.0% and 2.1%, respectively, and the slump was 19.0 cm.
Next, powder type antifoaming agent 2 (DF2) was used as an antifoaming agent, and evaluated by adding 0.013% by mass and 0.025% by mass to cement. Table 3 shows the test results. The amount of air was 2.8% and 1.9%, respectively, and the polymer cement concrete was obtained which satisfied the target value, but the slump was smaller than the target value. Compared with the powder type antifoaming agent 1, it tended to be somewhat difficult to adjust the slump.
Finally, liquid defoaming agent 3 (DF3) was used as a defoaming agent, and was evaluated by adding 0.004% by mass and 0.010% by mass to cement. Table 3 shows the test results. The air amounts were 2.8% and 2.9%, respectively, and the slumps were 16.5 cm and 17.5 cm, respectively, and polymer cement concrete having the target values was obtained.
Claims (6)
Priority Applications (1)
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| JP2021048110A JP2022147028A (en) | 2021-03-23 | 2021-03-23 | polymer cement concrete |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| JP2022147028A true JP2022147028A (en) | 2022-10-06 |
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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| JP (1) | JP2022147028A (en) |
-
2021
- 2021-03-23 JP JP2021048110A patent/JP2022147028A/en active Pending
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