JP2839770B2 - 充填性と流動性に優れたコンクリート組成物 - Google Patents

充填性と流動性に優れたコンクリート組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は高い充填性と流動性と共
に耐凍害性などの耐久性にも優れているコンクリート構
造体として有用なコンクリート組成物に関する。
【0002】
【従来の技術】コンクリートは一般に砂利、砂などの骨
材にセメント結合材と水、さらに必要に応じて減水剤、
AE剤などを添加し撹拌混合することにより製造されて
いる。このような材料組成のコンクリートを複雑な部位
に打設(充填)しようとすると、コンクリートを隅々ま
で行きわたらせるためにバイブレーター、突き棒などに
よる締め固めの工程が必要であった。この作業は熟練を
要し、その熟練度や施工方法によって得られるコンクリ
ート構造体の品質が左右されていた。
【0003】この工程を省き締め固めの不要なコンクリ
ートとするために、流動化剤や減水剤を多量に添加する
と、高い流動性は得られるものの、材料分離(骨材とセ
メントペーストの分離)や材料沈降(骨材の沈降)が激
しく硬化したコンクリートは不均一な充填性に欠けるも
のとなり実用上問題があった。また、このようなコンク
リートはブリージングを起こし易く、このため骨材、鉄
筋の下部にブリージング水が滞留し、これが水みちとな
ってコンクリートの耐久性を低下させていた。
【0004】このため、ヒドロキシプロピルメチルセル
ロースなどの水溶性高分子からなる増粘剤の添加によっ
て、骨材などの材料分離を減らし充填性を高める提案が
なされた(特開平1−160852号、−160853号、同3-455
44号各公報参照)。これらの方法によれば確かに充填性
は高められるが、その反面、上記水溶性高分子には起泡
性があるため、コンクリート中の空気量を通常(4±1
%)よりも増加させ強度を損ねる恐れがあった。そこ
で、さらに消泡剤を併用して気泡を減らすことも考えら
れたが、この方法では耐凍害性に有効な微細な気泡をも
消してしまうことから、耐凍害性を損ねる欠点があっ
た。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】したがって、本発明の
目的は高流動性でありながら、骨材分離、沈降が少なく
て充填性に富み、しかも硬化したコンクリートが耐凍害
性などの耐久性に優れているコンクリート組成物を提供
するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】このコンクリート組成物
はセメント結合材、骨材、水、減水剤およびAE剤から
なるコンクリート配合物に、セメント結合材に対して0.
02〜 0.5重量%のスルホエチルセルロースのアルカリ金
属塩を添加したことを特徴とするものである。
【0007】以下、本発明を詳細に説明する。本発明者
らは、上記課題の解決のためにはセメント系で増粘し、
かつ起泡性の少ない水溶性高分子が必要であると考え、
各種水溶性高分子について研究を進めた結果、下記化1
式(但し、置換度 1.0の場合を示す)の構造式で表され
るスルホエチルセルロースのアルカリ金属塩が極めて有
効であることを見出し、本発明に到達した。
【0008】
【化1】
【0009】本発明で用いられるスルホエチルセルロー
スのアルカリ金属塩としては、そのスルホエチル基の置
換度(DS)が 0.3〜 2.5のものが好ましい。これが
0.3未満の場合には水に対する溶解性が悪く本発明の効
果を十分に発揮することができない。また置換度が 2.5
を超えるものは工業的な製造が経済的に困難になる。
【0010】また、この粘度はその1%水溶液をB型粘
度計で測定した値で10〜10,000cPのものが好ましく、こ
れにより本発明の目的を十分に達成することができる。
さらに金属塩としてはナトリウム塩が好ましい。
【0011】前述したように、本発明のコンクリート組
成物は、このスルホエチルセルロースのアルカリ金属塩
を、セメント結合材、骨材、水、減水剤およびAE剤か
らなるコンクリート配合物に添加してなるものである
が、その際の添加量としては骨材沈降を抑制するためセ
メント結合材に対して0.02〜 0.5重量%必要である。こ
れが0.02重量%未満では粘性が不足し骨材沈降を抑制す
ることができない。また 0.5重量%を超えて添加すると
所定のスランプフローを得るのに必要な単位水量が多く
なる。なお、この添加量はセメント結合材の量によって
も異なり、これが多い場合には上記範囲内において少な
い添加量で済む。
【0012】このスルホエチルセルロースのアルカリ金
属塩は起泡性が少ないため、消泡剤を使用しなくてもコ
ンクリート組成物中の空気含有量のコントロールを可能
にする。つまり、本発明のコンクリート組成物は水溶性
高分子を含まない通常のコンクリート組成物と同様にA
E剤を所定量混合することによって、耐凍害性に有効な
微細な気泡を所定量含みながら、全体の空気量を4±1
容量%に維持することを可能にした。
【0013】一般に、高流動性の確保にはスランプフロ
ー値を45〜80cmの範囲内に保持することが重要であり、
これが45cm未満では十分な流動性が得られず締め固め作
業を必要とし、80cmより大きいと骨材が分離し易くな
る。増粘剤であるスルホエチルセルロースのアルカリ金
属塩を、前記コンクリート配合物に添加してなる本発明
のコンクリート組成物は、上記要求に充分に応えるスラ
ンプフロー値を持つものであるから、壁や柱など配筋の
密な部材においても振動締め固めなしで、従来のコンク
リート組成物を用いて振動締め固めをして得られたもの
と、同等またはそれ以上の充填性を持つ極めて密実なコ
ンクリート構造体とすることができる。
【0014】本発明のコンクリート組成物に用いられる
減水剤には通常の減水剤のほか、高性能減水剤、AE減
水剤などがあり、これらの内では高性能減水剤が好まし
い。この高性能減水剤としては、高縮合トリアジン系化
合物、メラミンスルホン酸塩のホルマリン縮合物、ポリ
カルボン酸塩系誘導体、変性リグニンスルホン酸塩系化
合物、芳香族アミノスルホン酸系高分子化合物、ナフタ
リンスルホン酸塩のホルマリン縮合物などが挙げられる
が、これらの内では高縮合トリアジン系化合物が最も好
ましい。これらの減水剤は一般にセメント結合材に対し
て1〜5重量%、好ましくは 1.5〜 3.0重量%使用され
る。
【0015】AE剤としては通常のコンクリートに使用
されている天然樹脂酸系、界面活性剤系のものなどがあ
り、これらはコンクリート1m3当り5〜 800g/m3 用い
られる。
【0016】セメント結合材の使用量はコンクリート1
m3中に 250〜 420kg、とくには 300〜 400kgであること
が好ましい。これが 250kg未満では所定の流動性が得ら
れなず、また 420kgを超えるとコストアップとなる。
【0017】このセメント結合材は普通ポルトランドセ
メント、高炉セメント、シリカセメント、フライアッシ
ュセメントなどのほか、高炉スラグ、フライアッシュな
どの無機質粉末、さらには石粉、シリカフュームなどの
ポゾラン反応を有するものも含まれ、これらから選ばれ
る1種または2種以上の組み合わせで使用される。
【0018】本発明によるコンクリート組成物の代表的
組成を示すと、次の通りである。 セメント結合材 250〜 420kg/m3 骨材 1600〜1900 〃 水 160〜 195 〃 スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩 0.05〜 2.1 〃 高性能減水剤 5〜 20L/m3 AE剤 5〜 800g/m3
【0019】上記の内、さらに好ましい組成は次の通り
である。 セメント結合材 300〜 400kg/m3 骨材 1650〜1850 〃 水 165〜 190 〃 スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩 0.30〜 1.0 〃 高性能減水剤 6〜 15L/m3 AE剤 10〜 500g/m3
【0020】本発明のコンクリート組成物は、常法に従
って製造することができ、例えば、生コンプラントある
いは現場において、セメント結合材、骨材および水に、
スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩を添加し、さ
らに高性能減水剤などを添加すると共にAE剤を添加
し、撹拌混合することによって製造される。
【0021】
【作 用】上記コンクリート組成物に混合されるスルホ
エチルセルロースのアルカリ金属塩は、材料分離抵抗性
を向上させ、骨材沈降を抑制すると共にブリージングを
防止して充填性を向上する作用を有し、減水剤は本組成
物に流動性を付与し、AE剤は適正かつ微細な空気量の
導入を可能にする。
【0022】
【実施例】以下、本発明の具体的態様を実施例および比
較例により説明するが、本発明はこれに限定されるもの
ではない。 実施例1〜5、プレーンおよび比較例1〜5 最大骨材寸法:20mm、細骨材率(s/a):50%、細骨
材:860kg/m3、粗骨材:873kg/m3からなる骨材に、表1
に示すスルホエチルセルロースのナトリウム塩、セメン
ト結合剤、水、高性能減水剤およびAE剤を加え、55L
パン型ミキサーを用いて空練り1分、本練り3分で練り
混ぜたものについて、空気量、スランプフロー(プレー
ンのみスランプ)、充填性、耐凍害性および圧縮強度の
測定を行い、その結果を表1に併記した。なお、各例に
おいて使用した材料および試験方法は次の通りである。
【0023】(材 料) 1)スルホエチルセルロースのアルカリ金属塩:スルホ
エチルセルロースのナトリウム塩(表中Na−SuEC
と示す) 2)細骨材:新井市姫川産、川砂(吸水率:2.47%、比
重:2.59、FM:2.86) 3)粗骨材:新井市下濁川産、砕石(吸水率:1.73%、
比重:2.63、FM:6.72) 4)セメント結合材: ・普通ポルトランドセメント(表中 OPCと示す、比重:
3.15、日本セメント社製) ・フライアッシュ(表中Faと示す、比重:2.20、常磐火
力産業社製) 5)高性能減水剤:レオビルド NL-4000(ポゾリス物産
社製) 6)AE剤:No.303A (同上)
【0024】(試験法) 1)スランプフロー:水中不分離性コンクリート・マニ
ュアル、付録1:水中不分離性コンクリートの試験にお
けるスランプフロー試験に準ずる(JIS A-1101コンクリ
ートのスランプ試験方法に準じて行い5分後の広がりを
測定)。
【0025】2)充填性:318mm× 318mm× 400mmの大
きさのコンクリート製筒形容器の底に、鉄筋:D-16、目
開き50mmの鉄筋網を取付けた装置に、コンクリート30L
を詰め、5分後の排出量を測定し、式[(鉄筋通過量/
充填量)× 100=鉄筋通過率(%)]より求めた鉄筋通
過率(%)で表す。
【0026】3)耐凍害性:JIS A-6204(コンクリート
用化学混和剤)の付属書における、2.コンクリートの
凍結融解試験法による凍結融解サイクル、 300サイクル
後の相対動弾性係数(%)で表す。
【0027】
【表1】
【0028】表1から明らかなように、プレーン(混和
剤無添加コンクリート)と比べて、実施例1〜5は充填
性に優れ材料沈降も見られなかった。また消泡剤を使用
していないため、通常のコンクリートと同様の空気量4
±1%で高い耐凍害性を得ることができる。実施例1、
2はスランプフローの異なる場合で大きい方が充填性に
優れる。実施例3は空気量が4%以下の場合で耐凍害性
に優れる。実施例4はフライアッシュを添加した場合で
単位水量を下げることができる。
【0029】これに対し、比較例1〜4は充填性に劣
る。比較例1はスルホエチルセルロースのナトリウム塩
の添加量が少ない例でスランプフローが38.0cmでも骨材
沈降が激しい。比較例2はそのスルホエチル基置換度が
0.3未満の場合で、溶解性に劣り、セメント系で増粘し
ないため充填性に劣る。比較例3は高性能減水剤の添加
量を減らしてスランプフローを45cm未満とした場合で、
流動性が少なく充填性にも劣る。比較例4はセメント結
合材量が 250kg/m3 未満の場合で、スランプフローが4
0.5cmでも骨材沈降が激しい。比較例5はヒドロキシプ
ロピルメチルセルロースを用いた場合で、充填性には優
れるが起泡性があるため、空気量をコントロールするた
めに消泡剤を必要とし耐凍害性に劣る。
【0030】
【発明の効果】本発明のコンクリート組成物によれば、
高流動性でありながら、材料分離、材料沈降が少なく充
填性にも優れている。このためバイブレーターなどによ
る振動締め固めをすることなく、コンクリートを隅々に
まで行きわたらせることができ、従来のコンクリートを
用いて振動締め固めを行った場合と、同等またはそれ以
上の高品質、高耐久性の構造体を得ることができる。
【0031】また、消泡剤を含まないため、通常のAE
コンクリートと同等またはそれ以上の耐凍害性を示す。
さらに振動締め固めを省くことができるため、省力化を
計ることが可能であり、しかもコンクリートの品質がそ
の施工作業者の技術に影響されないという利点もある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梅沢 宏 新潟県中頸城郡頸城村大字西福島28番地 の1 信越化学工業株式会社 合成技術 研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−30649(JP,A) 特開 昭56−54264(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C04B 24/38 C04B 28/00 - 28/04

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】セメント結合材、骨材、水、減水剤および
    AE剤からなるコンクリート配合物に、セメント結合材
    に対して0.02〜 0.5重量%のスルホエチルセルロースの
    アルカリ金属塩を添加したことを特徴とする充填性と流
    動性に優れたコンクリート組成物。
JP27208191A 1991-09-24 1991-09-24 充填性と流動性に優れたコンクリート組成物 Expired - Lifetime JP2839770B2 (ja)

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