JP2695087B2

JP2695087B2 - 高流動性コンクリート組成物

Info

Publication number: JP2695087B2
Application number: JP5216492A
Authority: JP
Inventors: 秀雄小谷田; 智之堤
Original assignee: WR Grace and Co Conn
Current assignee: WR Grace and Co Conn
Priority date: 1992-03-11
Filing date: 1992-03-11
Publication date: 1997-12-24
Anticipated expiration: 2012-12-24
Also published as: JPH0648801A; ZA931708B

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、水硬性成分材料を結合
材として用い、これにセメント分散剤を添加して成る、
流動性に優れ、かつその経時的低下が小さく、さらに材
料分離が少ない高流動性コンクリート組成物に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来のコンクリートは、ミキサー等にて
十分均質に練り混ぜを行っても、運搬、打ち込みあるい
は締固めの工程において材料分離を起こしやすく、また
流動性が十分でないがゆえに、複雑な形状のコンクリー
ト部材、配筋密度の高い部材、あるいはコンクリート部
材の入隅部などにはコンクリートが行き渡らない、ある
いは経時的な流動性の低下（以下スランプロスと呼ぶ）
のためにさらに作業性を悪化させるといった弊害を有す
る。

【０００３】現在までの技術では、耐久的でしかも信頼
性の高いコンクリートを作るためには、現場における熟
練工による入念な施工が必要であり、特に細心の注意を
払いながらの締固め作業が必要不可欠となっている。

【０００４】一般に、コンクリートの施工性を改善する
ために、高性能減水剤あるいは高性能ＡＥ減水剤といっ
た流動化剤の使用、または粒度の細かいシリカフューム
あるいは高炉スラグ微粉末等の混和材を使用する等の方
法が試みられているが、コンクリートが単に軟らかい
（スランプが大きい）というだけで流動性に劣り、しか
も経時的なスランプロスを伴うため、従来の方法等では
良好な充填性は得られにくい。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、建設事業量の急
増、建設技術者および建設作業員の不足、特殊環境下で
の建設工事の増加、あるいは構造物の高性能化といった
動向が見られる。このような変化の中で、今後のコンク
リートに要求される技術として、省人化、建設工事の近
代化、急速施工、高性能化、信頼性の確保等があげられ
る。

【０００６】この問題点を解決するために、流動性に優
れ、かつその経時的低下が小さく、さらに材料分離の少
ない高流動性コンクリートの開発が渇望されている。こ
のコンクリートは、打設時の省人化を図ることができる
だけでなく、締固め作業に伴う騒音の解消や施工システ
ムの改革等のコンクリート工事の近代化を大きく推進す
ることを可能とする材料である。

【０００７】

【問題点を解決するための手段および作用】本発明者ら
は、以上の問題点を解決すべく鋭意研究した結果、１ｍ
³当たりの単位水量が１８５ｋｇ以下、水硬性成分材料
の単位重量が３５０〜７００ｋｇで、さらにこれにある
特定のセメント分散剤を添加することにより得るコンク
リート組成物が、流動性に優れ、かつその経時的低下が
小さく、さらに材料分離が少ないという特性を持つこと
を見いだし、本発明を完成させるに至った。

【０００８】即ち、本発明は、以下の成分Ａ〜Ｅ：（Ａ）１ｍ³のコンクリート中の単位重量が３５０〜７
００ｋｇである水硬性成分材料；（Ｂ）１ｍ³のコンクリート中の単位水量が１８５ｋｇ
以下である水（Ｃ）細骨材（Ｄ）粗骨材（Ｅ）（ａ）成分として、下記の一般式（I）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_mＲ₂・・・・・（I）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基、ｍはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１〜４０である］で示されるアルケニルエー
テルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル比が３
０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加水分解物
またはその加水分解物の塩の１種または２種以上と、
（ｂ）成分として、下記の一般式（II）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_nＲ₂・・・・・（II）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１００〜１５０である］で示されるアルケニ
ルエーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル
比が３０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加水
分解物またはその分解物の塩の１種または２種以上とを
含み、前記（ａ）成分と前記（ｂ）成分の重量比が９７
〜５０：３〜５０であり、その使用量が上記水硬性成分
材料１００重量部に対して０．０５〜３重量部であるセ
メント分散剤；から構成されることを特徴とする高流動
性コンクリート組成物に関するものである。

【０００９】以下に本発明について詳しく説明する。

【００１０】本発明中で使用する水硬性成分材料の代表
例としてはポルトランドセメントを挙げることができ
る。更にコンクリートの流動性及び材料分離抵抗性を高
めるためには、高炉スラグ粉末、フライアッシュ、硅石
粉、天然鉱物粉、およびシリカ質超微粒粉末より選ばれ
る１種または２種以上の微粉体と、ポルトランドセメン
トとの混合物を使用することが好ましい。

【００１１】高炉スラグ粉末、フライアッシュ、硅石
粉、天然鉱物粉、およびシリカ質超微粒粉末より選ばれ
る１種または２種以上の微粉体の使用量は、特に限定さ
れるものではないが、初期強度の発現性等を考慮した場
合、ポルトランドセメントに対し、５０重量％を上限と
する代替が好ましく、５〜４０重量％の代替が更に好ま
しい。

【００１２】前記水硬性成分材料の粉末度は、プレーン
値で２，５００〜２００，０００ｃｍ²／ｇであること
が好ましい。粉末度が２，５００ｃｍ²／ｇ以下では、
コンクリートの材料分離やブリージング水の抑制効果が
低く、また２００，０００ｃｍ²／ｇ以上の場合には、
単位水量の増大、セメント分散剤の使用量の増大、ある
いは微粉体製造のコストの増大等の理由により実用性に
欠ける。

【００１３】前記水硬性成分材料は、１ｍ³のコンクリ
ート中に３５０〜７００ｋｇ含有され、かつ練り混ぜ水
量が１ｍ³中に１８５ｋｇ以下であることが条件である
が、本発明中に示すセメント分散剤の使用により、高流
動性、高スランプ保持性及び低材料分離抵抗性を確保す
ることが可能となる。また、本発明中に示すセメント分
散剤と上記微粉体とを併用することにより、流動性、ス
ランプ保持性および材料分離抵抗性を更に向上させるこ
とができる。

【００１４】本発明中で使用するセメント分散剤は、
（ａ）成分と（ｂ）成分とから成り、（ａ）成分とし
て、下記の一般式（Ｉ）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_mＲ₂・・・・・（Ｉ）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基，ｍはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１〜４０である。］で示されるアルケニルエ
ーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル比が
３０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加水分解
物またはその加水分解物の塩の１種または２種以上と、
（ｂ）成分として、下記の一般式（ＩＩ）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_nＲ₂・・・・・（ＩＩ）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１００〜１５０である。］で示されるアルケ
ニルエーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモ
ル比が３０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加
水分解物またはその加水分解物の塩の１種または２種以
上とを含み、前記（ａ）成分と前記（ｂ）成分の重量比
率が９７〜５０：３〜５０であり、その使用量が水硬性
成分材料１００重量部に対して０．０５〜３重量部であ
ることを特徴とする。

【００１５】前記一般式（Ｉ）および前記一般式（Ｉ
Ｉ）においてＲ₁で示される炭素数２〜５のアルケニル
基としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、１，１
−ジメチル−２−プロペニル基、３−メチル−３ブテニ
ル基等があるが、汎用的であるアリル基が好ましい。

【００１６】ＡＯで示される炭素数２〜１８のオキシア
ルキレン基としては、オキシエチレン基、オキシプロピ
レン基、オキシブチレン基、オキシテトラメチレン基、
オキシドデシレン基、オキシテトラデシレン基、オキシ
ヘキサデシレン基、オキシオクタデシレン基などがある
が、特に炭素数２〜４のオキシアルキレン基が好まし
い。

【００１７】Ｒ₂で示される炭素数１〜４のアルキル基
としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロ
ピル基、ブチル基、イソブチル基、第三ブチル基等があ
る。炭素数が５以上の場合には、コンクリート中に連行
する空気量が多くなるため、低空気量を求める場合には
炭素数１〜４のアルキル基を選ぶとよい。

【００１８】オキシアルキレン基の平均付加モル数ｍが
１〜４０である前記（ａ）成分は、単独で使用した場合
には、ナフタレンスルホン酸ホルムアルデヒド高縮合物
系セメント分散剤、スルホン化メラミン樹脂系セメント
分散剤、リグニンスルホン酸系セメント分散剤、ポリカ
ルボン酸系セメント分散剤等のような従来型のセメント
分散剤とほぼ同等の性質を示すセメント分散剤となる。

【００１９】しかし、オキシアルキレン基の平均付加モ
ル数ｎが１００以上である前記（ｂ）成分は、それ自体
コンクリートの流動性を高める働きをするが、これに加
えて経時的に流動性を増大させ、さらにブリージングの
発生を抑える働きを持ち合わせている。特に、ｎの値が
大きいほど、その効果は顕著である。この性質をもつ前
記（ｂ）成分中のｎの値は、１００以上であれば特に限
定されないが、製造の容易性と性能のバランスから判断
すると１００〜１５０が好ましい。

【００２０】したがって、前記（ｂ）成分を単独的、あ
るいは過剰的に使用した場合には、経時的な流動性の増
大に伴い、材料分離を引き起こす危険性がある。そのた
め、前記（ｂ）成分は他のセメント分散剤とを組み合わ
せて使用することが好ましい。

【００２１】この場合、前記（ｂ）成分をナフタレンス
ルホン酸系セメント分散剤やメラミンスルホン酸系セメ
ント分散剤と組み合わせてコンクリートを作製した場
合、所定の流動性を得るためのセメント分散剤の添加量
の増加を招くことある。しかしながら、前記（ａ）成分
と前記（ｂ）成分とを組み合わせて使用した場合には、
コンクリートの流動性に何ら悪い影響を及ぼすことはな
い。

【００２２】すなわち、前記（ａ）成分と前記（ｂ）成
分とをバランスよく組み合わせたセメント分散剤を使用
することにより、流動性およびスランプ保持性に優れた
コンクリートを作ることを可能とする。さらに驚くべき
ことに、このコンクリートは、材料分離やブリージング
水が少なくなる傾向を示す。それゆえ、本発明のセメン
ト分散剤を用いれば、特開平３−２３７０４９号公報等
に示されるように、分離抵抗性あるいはブリージングを
抑制するために必要とする水溶性高分子を、本発明のコ
ンクリート組成物中には必ずしも必要としないことも特
徴である。

【００２３】本発明中で使用するセメント分散剤の前記
（ａ）成分と前記（ｂ）成分の混合比は、使用する共重
合体中のオキシアルキレン基の平均付加モル数によって
異なるが、９７〜５０：３〜５０の範囲によって使用す
ることが好ましい。

【００２４】本発明中に示す該セメント分散剤は、その
他の公知のセメント混和剤、例えば空気連行剤、防水
剤、強度増進剤、硬化促進剤等との併用も可能であり、
さらに必要に応じて消泡剤を添加して使用することもで
きる。

【００２５】前記（ａ）成分および前記（ｂ）成分に示
す共重合体は、一般式（Ｉ）あるいは一般式（ＩＩ）の
化合物と無水マレイン酸とを過酸化物触媒を用いて共重
合させることによって容易に得ることができる。そのモ
ル比は３０〜７０：７０〜３０より選ばれるが、好まし
くは５０：５０である。その際、スチレン、α−オレフ
ィン、酢酸ビニル等の他の共重合可能な成分、多くとも
該共重合体に３０重量％まで混合して共重合させてもよ
い。また、共重合体は、無水物、加水分解物、あるいは
その塩のいずれをも用いることができる。

【００２６】該共重合体の加水分解物は、共重合した無
水マレイン酸単位が加水分解してマレイン酸単位となっ
たものである。

【００２７】該共重合体の加水分解物の塩は、このマレ
イン酸単位が塩を形成したものであり、リチウム塩、ナ
トリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、カルシウム
塩等のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩の他、アン
モニウム塩や有機アミン塩等がある。

【００２８】本発明中の該セメント分散剤の使用量は、
水硬性成分材料１００重量部に対して０．０５〜３重量
部、好ましくは０．１〜１重量部を添加する。これらの
各種セメント分散剤の添加の時期は任意に選択すること
ができ、練り混ぜ水に混ぜて使用しても、あるいは既に
練り上がったコンクリート中に後添加する方法等いずれ
の方法をも可能とする。

【００２９】

【発明の効果】本発明中に示す高流動性コンクリート
は、高流動性、高材料分離抵抗性で、しかも経時に伴う
スランプ保持性が大幅に改善された性能を有する。

【００３０】したがって、本発明による高流動性コンク
リート組成物は、例えば一般土木建築構造物、トンネル
のライニング、マスコンクリート、側溝等の埋め戻し、
プレストレストコンクリート、プレキャストコンクリー
ト等で狭い間隙あるいは複雑な型枠等へのコンクリート
の打設や、配筋密度の高いコンクリート構造物への施工
等の広範囲な用途に利用することができる。

【００３１】以下、本発明による高流動性コンクリート
組成物について実施例をもって詳しく説明するが、本発
明はこれに限定されるものではない。

【００３２】

【実施例１〜１６】表１に示す調合に基づき、５０リッ
トル強制練りミキサーを用い、４０リットルのコンクリ
ート材料と表−２に示す共重合体からなるセメント分散
剤を投入し、３分間練り混ぜを行い、目標スランプ２１
〜２５ｃｍ，目標スランプフロー値４０〜６０ｃｍ，目
標空気量２％以下である高流動性コンクリートを調整し
た。練り上がり後、練り舟に排出し、所定の回数の練り
返しを行った上で、６０分後までのスランプ、スランプ
フロー、およびフロー速度の経時変化を測定した。な
お、スランプ、空気量、凝結時間および圧縮強度の測定
方法、ならびに圧縮強度用供試験体の作製方法はすべて
日本工業規格（ＪＩＳ−Ａ６２０４）に準拠して行っ
た。

【００３３】コンクリートの流動性の評価は、スラン
プ、スランプフロー、およびフロー速度の測定によって
行ったほか、そのときのコンクリートの状態の目視によ
る観察を行うことで材料分離抵抗性の判定の指標とし
た。その判別として、完全に分離していない場合は◎、
ほぼ分離していないと見られる場合は○、材料の分離が
若干確認された場合は△、明らかに分離が認められた場
合は×とした。その結果を表−３に示す。

【００３４】

【比較例１〜６】実施例１〜１６と同様の操作を行い、
比較用のコンクリートを調整した。

【００３５】その結果を表−３に示す。

【００３６】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ０８Ｌ 71/02 Ｃ０８Ｌ 71/02 //(Ｃ０４Ｂ 28/02 24:32 14:02） (56)参考文献特開平２−163108（ＪＰ，Ａ) 特開平３−237049（ＪＰ，Ａ) 特開平１−297411（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−31334（ＪＰ，Ａ) 特開平４−175253（ＪＰ，Ａ) 特開平４−175254（ＪＰ，Ａ) 特公平６−41385（ＪＰ，Ｂ２) 特公昭58−38380（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】以下の成分Ａ〜Ｅ：（Ａ）１ｍ³のコンクリート中の単位重量が３５０〜７
００ｋｇである水硬性成分材料；（Ｂ）１ｍ³のコンクリート中の単位水量が１８５ｋｇ
以下である水；（Ｃ）細骨材；（Ｄ）粗骨材；（Ｅ）（ａ）成分として、下記の一般式（I）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_mＲ₂・・・・・（I）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基、ｍはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１〜４０である］で示されるアルケニルエー
テルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル比が３
０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加水分解物
またはその加水分解物の塩の１種または２種以上と、（ｂ）成分として、下記の一般式（II）Ｒ₁Ｏ（ＡＯ）_nＲ₂・・・・・（II）［ただし、ＡＯは炭素数２〜１８のオキシアルキレン基
の１種または２種以上の混合物で、２種以上のときはブ
ロック状に付加していてもランダム状に付加していても
よく、Ｒ₁は炭素数２〜５のアルケニル基、Ｒ₂は炭素数
１〜４のアルキル基、ｎはオキシアルキレン基の平均付
加モル数で１００〜１５０である］で示されるアルケニ
ルエーテルと無水マレイン酸との共重合体で、そのモル
比が３０〜７０：７０〜３０である共重合体、その加水
分解物またはその分解物の塩の１種または２種以上とを
含み、前記（ａ）成分と前記（ｂ）成分の重量比が９７
〜５０：３〜５０であり、その使用量が上記水硬性成分
材料１００重量部に対して０．０５〜３重量部であるセ
メント分散剤；から構成されることを特徴とする高流動
性コンクリート組成物。