JP2023102715A - 液体急結剤、吹付けコンクリート - Google Patents
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Abstract
Description
[2] 下記の条件で測定される27Al-NMRによって得られるスペクトルにおいて、化学シフト-1.0ppm以上3.0ppm以下の範囲にピークを有する[1]に記載の液体急結剤。
(条件)
観測核:27Al
試料管回転数:12Hz
測定温度:25℃
パルス幅:5μsec(45°パルス)
待ち時間:5秒
外部標準:塩化アルミニウム水溶液
[3] 前記化学シフト-1.0ppm以上3.0ppm以下の範囲のピークの半値幅が10.0ppm以下である[1]又は[2]に記載の液体急結剤。
[4] pHが7以下である[1]~[3]のいずれかに記載の液体急結剤。
[5] 全アルカリ量R2O(Rはアルカリ金属)が1.0質量%以下である[1]~[4]のいずれかに記載の液体急結剤。
[6] [1]~[5]のいずれかに記載の液体急結剤とカルシウムアルミネートを主成分とした粉体急結剤とを併用してなる吹付けコンクリート。
本実施形態に係る液体急結剤は、アルミニウムがAl2O3換算で5.0~20.0%、硫黄がSO3換算で10.0~30.0%含有され、フッ化物イオン濃度が1.0~500ppmである。
(条件)
観測核:27Al
試料管回転数:12Hz
測定温度:25℃
パルス幅:5μsec(45°パルス)
待ち時間:5秒
外部標準:塩化アルミニウム水溶液
フッ素を含有することによって急結剤添加による急激な水和による偽凝結を緩和することができ、良好な施工性が得られる。一方、過剰量のフッ素を含有することによって水和に進行が妨げられ、急結性および強度発現性の低下や、硬化体からのフッ素の溶出も懸念される。なお、調製した液体急結剤中のフッ化物イオンの濃度は、市販の分析装置、例えば、Thermo Scientific製のイオンクロマトグラフィー(ICS2100)によって測定することができる。分析に際しては、予めフッ化物イオンが検量線内となるように希釈することで、測定を実施することができる。
ここで、アルミニウム分の原料と硫黄分の原料の比率において、アルミニウム分の原料の比率を大きくすると、化学シフトが所望の範囲に入りやすく、硫黄分の原料の比率を大きくすると、半値幅が小さくなりやすい。
本実施形態に係る吹付けコンクリートは、本発明の液体急結剤とカルシウムアルミネートを主成分とした粉体急結剤を併用することが好ましい。
本実施形態に係る粉体急結剤はカルシウムアルミネートを主成分とした粉体急結剤であることが好ましい。カルシウムアルミネートを主成分として含有することで、良好な急結性と強度発現性を高めることができる。
ここで「カルシウムアルミネートを主成分として含有する」とは、粉体急結剤中の急結剤成分中、カルシウムアルミネートの含有量(質量基準)が最も多いことをいう。
なお、ブレーン比表面積とは、JIS R 5201「セメントの物理試験方法」に記載された比表面積試験に基づいて測定されたものである。
<液体急結剤の調製>
硫黄分、アルミニウム分及びフッ素分を表1に示す量となるよう各種原料を調整、混合し、90℃で2時間加熱することで液体急結剤を作製した。また、フッ化物イオンは水酸化アルミニウム及び硫酸にも微量ながら含有されているが、その最大値は100ppm程度であり、それ以上のフッ化物イオンを得るために氷晶石を意図的に混合した。
Al2O3源:水酸化アルミニウム、工業用品用
SO3源:硫酸、工業用品用
フッ化物イオン源:氷晶石、工業用品用、フッ素分として52~54%含有
溶媒:純水
調製した液体急結剤は日本電子製の超伝導核磁気共鳴装置(ECX-400)を用いて下記の条件で行い、ピークの化学シフト及び半値幅を測定した。結果を下記表1に示す。
観測核:27Al
試料管回転数:12Hz
測定温度:25℃
パルス幅:5μsec(45°パルス)
待ち時間:5秒
外部標準:塩化アルミニウム水溶液
普通ポルトランドセメント(pH14、工業品)100質量部と、調製した液体急結剤10部と、水(上水道水)40質量部とを混合し、試験サンプルを得た。得られた試験サンプルを用いて、凝結試験・圧縮強度試験を行った。試験は、JIS R5201「セメントの物理試験方法」に準拠し、始発時間及び終結時間ならびに各材齢における圧縮強度を計測した。結果を下記表2に示す。
圧縮強度試験の試験体作製方法と同様の方法で試験体を作製し、「コンクリートライブラリー11」に準拠し、溶出試験を実施した。作製した試験体は純水に浸漬し、24時間後に試験体を取り出し、浸漬水をイオンクロマトグラフィーにてフッ化物イオンの定量分析を実施した。結果を下記表2に示す。
液体急結剤の貯蔵安定性を評価するために貯蔵試験を実施した。貯蔵性が低下すると特に低温環境において液体急結剤中に析出物が生成する。液体急結剤を10℃環境1か月間静置し、その析出物をろ紙にて抽出し、液体急結剤100g当たりの析出物量を算出した。結果を下記表2に示す。
実施例1~9と同様にして、液体急結剤を作製し、各試験により評価した。結果を表1及び2に示す。
セメント400kg、水200kg、細骨材1100kg、粗骨材(新潟県姫川水系6号砕石、密度2.67g/cm3)716kgのコンクリートを調製した。このコンクリート中のセメント100質量部に対して、液体急結剤及び粉体急結剤を表3に示す配合で混合し、吹付けコンクリートを調製した。液体急結剤としては、実施例1~5の液体急結剤を使用し、粉体急結剤としては、表3に記載のカルシウムアルミネート粉末を使用した。
また、得られた吹付けコンクリートを用いて、圧縮強度試験を行った。試験結果を表3に示す。
初期強度:JSCE-G561に準じて型枠に吹付けて、材齢10分、3時間、1日時点での引き抜き強度より、圧縮強度に換算し、初期強度を測定した
長期強度:JSCE-F561に準じて型枠に吹付け、JIS A1107に準じて材齢28日時点でコアを採取して、圧縮強度を測定した。
Claims (6)
- アルミニウムがAl2O3換算で5.0~20.0質量%、硫黄がSO3換算で10.0~30.0質量%含有され、フッ化物イオン濃度が1.0~500ppmである液体急結剤。
- 下記の条件で測定される27Al-NMRによって得られるスペクトルにおいて、化学シフト-1.0ppm以上3.0ppm以下の範囲にピークを有する請求項1に記載の液体急結剤。
(条件)
観測核:27Al
試料管回転数:12Hz
測定温度:25℃
パルス幅:5μsec(45°パルス)
待ち時間:5秒
外部標準:塩化アルミニウム水溶液 - 前記化学シフト-1.0ppm以上3.0ppm以下の範囲のピークの半値幅が10.0ppm以下である請求項1又は2に記載の液体急結剤。
- pHが7以下である請求項1~3のいずれか一項に記載の液体急結剤。
- 全アルカリ量R2O(Rはアルカリ金属)が1.0質量%以下である請求項1~4のいずれか一項に記載の液体急結剤。
- 請求項1~5のいずれか一項に記載の液体急結剤とカルシウムアルミネートを主成分とした粉体急結剤とを併用してなる吹付けコンクリート。
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