JP3183429B2

JP3183429B2 - 自己充填用コンクリートの製造方法

Info

Publication number: JP3183429B2
Application number: JP31652892A
Authority: JP
Inventors: 達也水沼; 達男泉; 毅長; 穂高山室
Original assignee: Kao Corp
Current assignee: Kao Corp
Priority date: 1992-10-30
Filing date: 1992-10-30
Publication date: 2001-07-09
Anticipated expiration: 2016-07-09
Also published as: JPH06144902A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、コンクリート硬化体を
得る際に、振動による締め固めを不要とした自己充填用
コンクリートの製造方法に関するものである。更に詳し
くは、建設材料及び二次製品材料等のコンクリート硬化
体を得る際に使用する、コンクリートの粘性及び流動性
を高め、骨材，セメント及び水の分離抵抗性を高めて、
バイブレーター等の振動による締め固めを不要にした自
己充填用コンクリートの製造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、コンクリートの施工法として
は、鉄筋を配筋した型枠内へコンクリートを投入して、
バイブレーター振動によって締め固めを行なうのが一般
的である。しかし、近年、コンクリート施工時のバイブ
レーターによる騒音公害が深刻な問題となっている。ま
た、二次製品材料の分野においては、建材ボード等の薄
層化や配筋の高密度化が進んでおり、バイブレーター振
動による締め固めが困難になってきている。

【０００３】このため、コンクリートの流動性を向上さ
せて、自己充填性を持たせ、バイブレーターによる振動
を用いなくても、締め固めができるようにすることが試
みられている。しかしながら、コンクリートの流動性を
高めると、配筋間及び配筋／型枠間で骨材による閉塞が
起こり、その結果、充填性の低下やコンクリート組成の
不均一化を引き起こし、コンクリート硬化体の強度低下
を招くということがあった。このようなコンクリートの
流動性を高めることによる欠点の原因は、以下のとおり
であると考えられる。即ち、コンクリートは比重差の異
なる物質の混合体（各物質の比重例：砂利や砂等の骨材
＝2.6，セメント＝3.2，水＝1.0）であるため、流動性
を高めると、この比重差によって各物質が分離するこ
と、そして骨材表面からセメントペースト層が分離して
骨材同士が直接接触し、からみが生じて配筋間等で骨材
による閉塞が起こるからであると考えられるのである。

【０００４】また、近年、バイブレーターによる締め固
めの不要なコンクリートとして、ハイパフォーマンスコ
ンクリートなる名称のものが報告されている（土木学会
誌、1989年10月号）。このハイパフォーマンスコンクリ
ートは、コンクリート中に高炉スラグやフライアッシュ
等の混和材と増粘剤とを添加したものである。しかし、
このハイパフォーマンスコンクリートも、骨材表面に形
成されたセメントペースト層が分離しやすく、前記した
のと同様に、配筋間等で骨材による閉塞が起こりやすい
ものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、骨
材表面の状態を変化させて、骨材表面に形成されたセメ
ントペースト層が分離しにくくなるようにして、骨材同
士の直接接触やからみを回避し、配筋間等で骨材による
閉塞の起こりにくい自己充填性コンクリートを提供しよ
うとするものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、骨材本
体表面に、急結材を0.1〜3.0重量％含有する水溶液を、
骨材本体100重量部に対して2〜15重量部付着させた骨材
に、セメントを添加することを特徴とするスランプフロ
ー値（JIS-A 1101）が40cm以上の自己充填用コンクリー
トの製造方法に関するものである。

【０００７】本発明において使用する骨材は、骨材本体
表面に急結材を含有する水溶液（以下、「急結材水溶
液」と言う。）を付着させたものである。ここで、骨材
本体とは、従来使用されている砂や砂利等の細骨材或い
は粗骨材の意味であるが、この細骨材等に表面水が含有
されている場合には、この表面水を除いたものを意味し
ている。

【０００８】本発明において使用する急結材とは、水に
溶解して水溶液を形成するもので、且つこの水溶液中に
セメントを添加した場合、セメントの水和反応を促進さ
せるものを意味している。具体的には、塩化カルシウ
ム，炭酸ソーダ，水酸化ナトリウム，アルミン酸ソー
ダ，明礬，水ガラスが単独で又は混合して、急結材とし
て使用される。

【０００９】この急結材は、水に溶解して、水溶液の形
態で骨材本体表面に付着している。骨材本体に付着して
いる急結材水溶液の濃度は、0.1〜3.0重量％であること
が必要である。急結材水溶液の濃度が0.1重量％未満で
あると、骨材表面に存在する急結材の量が少なすぎて、
骨材にセメントを添加しても、骨材表面に存在している
水との水和反応が十分に促進されず、骨材表面に形成さ
れるセメントペースト層が脆弱なままで、セメントペー
スト層が骨材から剥離しやすくなるので、好ましくな
い。逆に、急結材水溶液の濃度が3.0重量％を超える
と、骨材表面に過剰の急結材が存在することになり、コ
ンクリートの混練時に、セメントペースト層の外へ急結
材が溶出若しくは分散してゆき、コンクリートの流動性
を低下させるので、好ましくない。

【００１０】骨材本体表面に付着している急結材水溶液
の量は、骨材本体100重量部に対して、2〜15重量部であ
る。急結材水溶液の量が2重量部未満であると、骨材表
面に存在する水及び急結材の量が少なすぎて、骨材にセ
メントを添加しても、骨材表面に十分な層厚を持つセメ
ントペースト層が形成されないため、好ましくない。逆
に、急結材水溶液の量が15重量部を超えると、骨材表面
に存在する水の量が多すぎて、骨材表面に形成されるセ
メントペースト層が軟化しすぎて分散してしまい、骨材
表面からセメントペースト層が剥離しやすくなるので、
好ましくない。

【００１１】骨材本体表面に、一定濃度の急結材水溶液
を、一定の量的割合で付着させて骨材を得るには、任意
の方法を採用すればよい。特に、骨材本体表面に表面水
が付着しているものに、急結材の粉末を添加し、次いで
混合することによって、表面水に急結材を溶解させ、結
果的に、骨材本体表面に一定濃度の急結材水溶液を、一
定の量的割合で付着させる方法が好ましい。この理由
は、一般的に骨材本体として使用される天然産の砂や砂
利には、一定量の表面水が付着しているからである。ま
た、骨材本体若しくは表面水が付着している骨材本体
に、急結材水溶液を混合又は噴霧して、骨材本体表面に
一定濃度の急結材水溶液を、一定の量的割合で付着させ
ることもできる。

【００１２】以上のようにして、骨材本体表面に一定濃
度及び一定量の急結材水溶液が付着した骨材を得た後、
この骨材にセメントを添加及び混合する。そして、骨材
表面にセメントペースト層を形成させ、その後セメント
混和材及び練り水を添加及び混合して、自己充填用コン
クリートを得るのである。また、骨材にセメントを添加
すると同時にセメント混和材を添加し、そして混合して
もよい。この後、練り水を添加及び混合し、自己充填用
コンクリートを得るのである。更に、骨材にセメントを
添加すると同時にセメント混和材及び練り水の両者を添
加し、そして混合して、自己充填用コンクリートを得る
こともできる。なお、ここで言うセメント混和材は、コ
ンクリート中に添加される物質であって、骨材，セメン
ト及び水以外の物質を意味する。具体的には、空気連行
剤，無水石膏系強度増進剤，活性シリカ粉末，防水材，
減水剤，高性能減水剤，水溶性高分子，乾燥収縮低減
剤，流動化剤，防水剤，膨張剤（材），グラスファイバ
ー，スチールファイバー，石粉，フライアッシュ，高炉
スラグ等が挙げられる。

【００１３】以上のようにして得られた自己充填用コン
クリートは、JIS-A 1101に規定するスランプ試験におい
て、スランプフロー値が40cm以上である。スランプフロ
ー値が40cm未満のものは、自己充填性が十分でなく、本
発明において用いることができない。そして、この自己
充填用コンクリートは、型枠内等に投入されると、バイ
ブレーターによる振動を与えなくとも、型枠内に自己充
填してゆくのである。その後、従来公知の方法で養生さ
せて、コンクリートを硬化させ、コンクリート硬化体を
得るのである。養生方法としては、一般的な方法でもよ
く、また水蒸気養生法やオートクレープ養生法を採用し
てもよい。

【００１４】

【実施例】

実施例１〜４及び比較例１，２まず、表面水が付着している細骨材［紀ノ川産砂（比重
2.57、ＦＭ2.91）］及び表面水が付着している粗骨材
［宝塚産砕石（比重2.61、ＦＭ6.34）］を準備した。表
面水の量的割合は、いずれも骨材本体100重量部に対し
て7.0重量部であった。なお、実施例中において、骨材
という表現は、細骨材及び粗骨材の両者をまとめて表現
する場合に用いられている。この細骨材767kg及び粗骨
材952kgに、所定量の水ガラス（急結材）の粉末を添加
し、表１に示した骨材を得た。

【００１５】

【表１】なお、表１中のＡは、骨材中の急結材水溶液の量を示す
ものであり、骨材本体100重量部に対して急結材水溶液
がどれだけ（重量部）存在するかを表わすものである。
また、表１中のＢは、骨材中の急結材水溶液の濃度（重
量％）を表わすものである。

【００１６】そして、この骨材にセメント400kg、及び
コンクリート混和材として高炉スラグ（比表面積8000cm
²／ｇ、比重2.90）46kgを添加して混合し、その後練り
水175kgを添加した。この際、練り水中には、マイテイ1
00（ナフタレンスルホン酸金属塩ホルムアルデヒド縮合
物、花王株式会社製高性能減水剤）が3.2kgとβグルカ
ンが0.4kg含有されており、したがって練り水中のマイ
テイ100の濃度は約1.8重量％であり、βグルカンの濃度
は約0.2重量％であった。以上のようにして配合したコ
ンクリートの50リットルを、100リットル容量の傾胴ミ
キサーを用い且つ20℃の条件下で2分間混練して、自己
充填用コンクリートを得た。この自己充填用コンクリー
トのスランプフロー値、及び骨材の分離抵抗性を評価し
た。この結果も表１に示した。なお、骨材の分離抵抗性
は、コンクリート中から骨材が分離してくるか否かを目
視によって評価し、骨材が分離してくるものを×、骨材
が分離してこないものを○と評価した。

【００１７】実施例５〜７及び比較例３，４表面水の量的割合が異なる細骨材［紀ノ川産砂（比重2.
57、ＦＭ2.91）］及び粗骨材［宝塚産砕石（比重2.61、
ＦＭ6.34）］を使用した以外は、実施例１と同様にし
て、表１に示した骨材を得た。そして、実施例１と同様
にして自己充填用コンクリートを得た。この自己充填用
コンクリートのスランプフロー値、及び骨材の分離抵抗
性を評価した。この結果も表１に示した。

【００１８】実施例８〜10 実施例１で使用した水ガラス（急結材）に代えて、表２
に示す種々の急結材を使用する以外は、実施例１と同様
にして表２に示す如き骨材を得た。そして、実施例１と
同様にして自己充填用コンクリートを得た。この自己充
填用コンクリートのスランプフロー値、及び骨材の分離
抵抗性を評価した。この結果を表２に示した。

【００１９】

【表２】

【００２０】表１及び表２の結果から明らかなとおり、
骨材本体表面に、骨材本体100重量部に対して、急結材
水溶液を2〜15重量部付着させ、且つこの急結材の濃度
が0.1〜3.0重量％である骨材を使用した場合（実施例に
係る場合）には、骨材が分離しにくくなり、且つスラン
プフロー値が高くなることが分かる。従って、実施例に
係る自己充填用コンクリートを使用した場合、骨材表面
からセメントペースト層が分離しにくく、骨材同士の接
触及びからみによる配筋間等での骨材による閉塞を防止
することができると共に、自己充填性に優れている。こ
れに対し、骨材本体表面に付着した急結材の濃度が0.1
重量％未満である場合（比較例１）には、自己充填用コ
ンクリート中において骨材が分離しやすくなることが分
かり、その濃度が3.0重量％を超える場合（比較例２）
には、スランプフロー値が40cm未満になることが分か
る。また、骨材本体表面に急結材水溶液を付着させない
場合（比較例３）には、自己充填用コンクリート中にお
いて骨材が分離しやすくなることが分かり、骨材本体表
面に15重量部を超える急結材水溶液を付着させた場合
（比較例４）には、スランプフロー値が40cm未満になる
ことが分かる。従って、比較例に係る自己充填用コンク
リートを使用した場合、骨材表面からセメントペースト
層が分離しやすく、骨材同士の接触及びからみによっ
て、配筋間等で骨材による閉塞を起こりやすくなった
り、或いはスランプフロー値が40cm未満になって自己充
填性に劣ることになる。

【００２１】

【作用】本発明に係る方法で得られた自己充填用コンク
リート中において、骨材が分離しにくくなるための作用
機構は以下のように推察できる。即ち、骨材本体の表面
に水のみが付着していると、セメント粉末を添加した
際、セメント粉末が骨材表面の水と混合し、セメントペ
ースト層を形成する。しかし、単に水とセメント粉末の
みで形成されるセメントペースト層においては、層自体
の強度が十分でなく、且つ骨材本体表面との付着力が十
分でなく、コンクリート充填時に、骨材表面からセメン
トペースト層が剥離して、骨材が分離してくると考えら
れるのである。これに対し、骨材本体の表面に急結材水
溶液が付着していると、セメント粉末を添加した際、セ
メント粒子の水和反応が十分に進行した状態でセメント
ペースト層が形成され、この層自体の強度が向上すると
共に、骨材本体表面との付着力が向上すると考えられ
る。従って、骨材表面に形成されたセメントペースト層
は、剥離しにくくなり、コンクリート充填時に、骨材が
分離しにくくなると考えられるのである。

【００２２】

【発明の効果】本発明に係る方法で得られた自己充填用
コンクリートは、以上の如き作用によって、従来の流動
性を高めただけの自己充填用コンクリートに比べて、コ
ンクリート中の骨材が分離しにくく、骨材同士の直接接
触やからみを防止でき、配筋間等で起こる骨材による閉
塞を防止できる。従って、本発明に係る方法で得られた
自己充填用コンクリートを使用すれば、充填性が良好で
あって、コンクリート組成の不均一化を防止でき、得ら
れるコンクリート硬化体の強度低下を防止することがで
きるという効果を奏するのである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭48−25717（ＪＰ，Ａ) 特開平２−55251（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C04B 28/02 C04B 20/10

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】骨材本体表面に、急結材を0.1〜3.0重量
％含有する水溶液を、骨材本体100重量部に対して2〜15
重量部付着させた骨材と、セメント及びセメント混和材
を混合した後、練り水を添加することを特徴とするスラ
ンプフロー値（JIS-A 1101）が40cm以上の自己充填用コ
ンクリートの製造方法。
【請求項２】急結材として、塩化カルシウム，炭酸ソ
ーダ，水酸化ナトリウム，アルミン酸ソーダ，明礬，水
ガラスよりなる群から選ばれた化合物を用いる請求項１
記載のスランプフロー値（JIS-A 1101）が40cm以上の自
己充填用コンクリートの製造方法。