JP3614888B2

JP3614888B2 - Fluidization restoration method of cement composition

Info

Publication number: JP3614888B2
Application number: JP19108694A
Authority: JP
Inventors: 徹竹内; 健坂本; 正郎小西; 敦夫松田
Original assignee: Okumura Corp; Flowric Co Ltd
Current assignee: Okumura Corp; Flowric Co Ltd
Priority date: 1994-07-20
Filing date: 1994-07-20
Publication date: 2005-01-26
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JPH0826799A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、セメント組成物の流動化復元法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コンクリートの施工法の多様化により、コンクリートの凝結硬化速度を抑制する試みがなされている。たとえば、打継ぎコンクリートの一体化やＲＣＤコンクリートの施工時間の確保などの用途には、超遅延剤が使用され数時間から十数時間の凝結遅延を可能とした例が報告されている。しかし、さらに長時間凝結遅延させることが可能であれば、比較的長いサイクルでコンクリート打設する工事への利用など、応用範囲の拡大が期待される。
さらに、セメントに凝結遅延剤が添加されたセメント組成物を通常通り使用された後、使用されなかった残りのセメント組成物を再使用できれば極めて便利である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セメントに凝結遅延剤が一定量以上添加されたセメント組成物を一定時間経過後に、再度これを通常通り使用できるか否か不明であり、また通常通り使用可能か否かの試みはかつてなされたことがなかった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この発明者等は上記課題解決のため鋭意研究の結果、グルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％（重量％、以下同じ）以上添加したセメント組成物に、グルコン酸またはその塩を添加して１２時間経過後であってスランプ試験可能な時期に、該セメント組成物に分散剤を添加すると、該セメント組成物を通常通り使用可能であるという新知見を得、さらに研究を進め、この発明を完成した。
【０００５】
さらにまた、セメントに対し一定量（０．３１％）以上のグルコン酸またはその塩を添加したセメント組成物は、これにセメント分散剤を添加した場合に、何らの問題なく使用可能であるという新知見も得た。
この発明で使用するグルコン酸の塩としては、例えばナトリウム塩等のアルカリ土類金属塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩等が挙げられ、いずれもセメントの凝結遅延剤として知られている。
【０００６】
また、セメント分散剤は、何らの制限もなく、いずれのセメント分散剤も使用可能であり、そのような分散剤の好ましい例としては、ナフタレンスルホン酸塩系縮合物［例えば、パリックＦＬ，Ｋ（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、芳香族アミノスルホン酸系高分子化合物［例えば、パリックＦＰ２００Ｈ（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、ポリエーテルカルボン酸系高分子化合物［例えば、パリックＦＰ１００（商標）、エフ・ピー・ケー（株）製等］、メチロールメラミン縮合物［例えば、シーカメントＦＦ２４（商標）、日本シーカ（株）製等］等が挙げられる。
【０００７】
この発明のセメント組成物に用いるグルコン酸またはその塩の添加量の好ましい範囲は、用いるセメント重量に対し、０．１５〜０．９０％、さらに好ましくは０．３１〜０．７５％である。またこの発明のセメント組成物に用いるセメント分散剤の添加量の好ましい範囲は、用いるセメント重量に対し、０．０１〜１．５％、さらに好ましくは０．０２〜１．２％である。この発明に用いるグルコン酸またはその塩とセメント分散剤との好ましい混合割合は、
グルコン酸またはその塩／セメント分散剤＝０．１〜９０．０
さらに好ましくは０．２５〜４０．０である。
【０００８】
この発明ではグルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％（重量）以上添加したセメント組成物に、該グルコン酸またはその塩を添加して１２時間経過後にセメント分散剤を添加することが必要である。１２時間経過としたのは、建設現場のコンクリート打設後、１２時間程度経過以内は既存の方法（工法）や既存のＡＥ減水剤で対処できる範囲であるからである。
この発明ではグルコン酸またはその塩をセメント重量に対し０．１５％以上添加したセメント組成物に、該グルコン酸またはその塩を添加して１２時間以上経過後であってスランプ試験可能な時期に、該セメント組成物にセメント分散剤を添加することが必要である。０．１５％以上としたのは、１２時間経過後まで可使時間を遅延させ通常使用されている範囲以上の添加量を示すためである。
【０００９】
この発明のセメント組成物は、コンクリート、モルタルあるいはこれに類するセメント水硬物に適用することができ、これらセメント水硬物を構成するセメントの種類、必要により配合される骨材あるいはその他の混和剤の種類や量には一切制限がなく、たとえばセメントの種類としては、普通ポルトランドセメント、早強ポルトランドセメント、中庸熱ポルトランドセメント、耐硫酸塩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、白色ポルトランドセメント、低発熱セメント、高ビーライト型セメント、グラウト用セメント、油井セメントなど、通常市販されている様々のセメントを用途や要求性能に応じて適宜使い分けることができる。場合によっては一部をフライアッシュ、水砕スラグ粉末、シリカ質混和材、石粉等と置換することにより、硬化物の物性を改質することも可能である。またセメント用減水剤や膨張剤の如き公知のコンクリート用混和材料を併用することもできる。
【００１０】
【発明の効果】
この発明は次のような利用法がある。
従来の可使時間（数時間）の短かいセメント系グラウト材料を使用した注入工法では、トンネルの岩盤、地盤の補強と止水、地盤改良、トンネル周辺の空隙填充、シールドセグメントと地山の間の空隙填充、構造物・機械下の安定強化、橋りょうなどの支承下の安定強化、スラブ軌道板の支持、路盤コンクリートと地山との間の空隙充填、ダム継目の充填、上下水道ジョイント部の漏水防止、ロックアンカー、アースアンカー、ＰＣグラウト、プレパックドコンクリート等の適用が計られている。しかし、可使時間が短かいと使用の度に製造する必要があり、バッチ間で特性がばらつく、残材料が出やすい、製造回数が多く、手間がかかる等の欠点がある。
【００１１】
さらに柱列式地下連続壁工法のような、場所打ちコンクリート杭やモルタル杭を連続的に配置して、地下に柱列状の土留壁を構築する工法では、削孔とコンクリート打設（充てん）を繰り返して行くが、コンクリート杭一本毎にコンクリートの製造をすることになり、上記の場合と同様の欠点が生じる。
上記のような工法に、適当な長時間の凝結遅延作用を有し、長時間経過後の流動性を失なってはいるが、未硬化のコンクリートを高流動性コンクリートに復活することが可能で、しかも最終的には凝結遅延剤無添加コンクリートと比較して、ほぼ同程度の圧縮強度を有するコンクリートを製造することが望まれている。
本発明は、このような要望に応えるべくなされたもので、十分な長時間の凝結遅延性を有して、凝結硬化に至るまでの間の適当な時期に流動性の高いコンクリートに復活させることが可能で、圧縮強度が満足できるコンクリートの製造方法と凝結遅延剤を提供することを目的とする。
【００１２】
一方、約数十日におよぶ工事中には、非硬化性材料として滑材などの性能を示し、工事終了後、圧縮強度発現を示す硬化性となるような材料があれば、従来必要とした、工事後、非硬化性材料と硬化性材料の置換え工程をなくすことが出来、大巾な省力化が可能である。又は、従来置換えが不能であった場合には最終的に強度発現する長所を生かし、利用範囲は拡大する。
【００１３】
又、コンクリートの打継ぎ工法において、数日以上の注入、充てん又は打設のサイクルになり、しかも硬化後の打継ぎ部の付着性改善策を取れない長距離斜路トンネルと地山との間のコンクリート打設では、運搬圧送管内に残留するコンクリートも、新コンクリートと一体化されにくい。
【００１４】
このような工法には、長期間凝結遅延作用を有し、最終的には凝結遅延剤無添加のセメントペースト、モルタルおよびコンクリートと比較して、ほぼ同程度の圧縮強度を有することが望まれている。本発明は、このような要望にも応えるべくなされ、十分な長期間の凝結遅延性を有して、圧縮強度が満足できるセメントペースト、モルタルおよびコンクリートの製造方法と凝結遅延剤を提供することも目的とする。
【００１５】
試験例１
凝結遅延剤として知られている成分の中から目的とする長時間の凝結遅延性能を示すものを選択するため、この出願の発明のグルコン酸ナトリウムを対照としてクエン酸、グルコヘプトン酸ナトリウム、ショ糖、ケイフッ化ナトリウム、トリポリリン酸ナトリウムを選び添加量を変え、分散剤を加えて高流動性モルタルに復元可能な限界日数を比較した。

練混ぜおよび流動化：
【００１６】
モルタルミキサにてＡＥ減水剤パリックＳ_Ａと表１記載の所定の遅延剤の所定量を添加した約６Ｌのモルタルを練り混ぜ、ミニスランプコーン（コンクリート

１５ｃｍのコーン）で測定したスランプ１１ｃｍの流動性を有するモルタルを調製し、ビニール袋内に保管した。触感により未硬化を確認後、分散剤パリックＦＬを適当量（０．０５〜１．５％セメント重量に対して）添加し、ミニスランプ１１ｃｍを目標に高流動性モルタルに復元可能な限界日数を試験した。
結果は表１の通りで、表中の日は分散剤を添加してモルタルの流動性（ミニスランプ１１ｃｍ）の復元が不可能の日の前日をもって、日数とした。
【００１７】
【表１】
高流動性モルタルに復元可能な限界日数と凝結遅延剤の種類の関係

【００１８】
試験例２
実験概要：
強制１００Ｌ容パン型ミキサを用い、１００Ｌを９０秒間練り混ぜて１００Ｌのコンクリートを製造した。コンクリートのスランプ及び空気量の目標を１８ｃｍと２％とした。このコンクリートを４分割してポリエチレン製の袋に入れ、２０±２℃の室内に保存し、スランプの経時変化の測定時には練り板に移し、練返しを行った。また、コンクリートの流動化は５０Ｌパン型ミキサに移しスランプ１８ｃｍを目標に分散剤を添加し、さらに約３０秒間撹拌した。

【００１９】

【００２０】
コンクリートで実施した場合のグルコン酸ナトリウムの添加量（０〜０．６０％）と練混ぜ直後のスランプおよび２〜６７２時間後のスランプの関係を示し（表２）、又コンクリートが流動性をなくし、硬化する時間を示している。すなわち硬化の表示のある２４時間前まではある程度のスランプを有しているか、あるいは自由に成形可能な状態である。
グルコン酸ナトリウムの添加量が多くなる程、硬化に至るまでの経過時間が長くなることを示している。
【００２１】
【表２】
グルコン酸ナトリウムの添加量とスランプの経時変化の関係

【００２２】
グルコン酸ナトリウムの添加量と試験例２で示した流動化可能限界日数の関係をまとめ（表３）、復元可能限界日で分散剤に高流動性を付与できるかどうかを検討するため分散剤添加前後のスランプ値を示した。高流動性を付与するには分散剤（ナフタレンスルホン酸系縮合物）を適当量添加すれば、練り混ぜ後、１日から２８日までの間経過したいずれのコンクリートでも可能であることが判明した。しかも、高流動性を付与後１時間経過したコンクリートのスランプ値も急激に低下していないことが同時に分った。
このことにより、分散剤の添加撹拌という簡単な操作だけで、一旦練り混ぜたコンクリートを長期経過後も、使用状態に復元可能であることがわかる。
【００２３】
【表３】
復元化可能限界日と流動化コンクリートの性状

【００２４】
【表４】
コンクリートの圧縮強度

[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a fluidization restoration method for a cement composition.
[0002]
[Prior art]
Due to the diversification of concrete construction methods, attempts have been made to suppress the setting and hardening rate of concrete. For example, a super retarder is used for applications such as integration of jointed concrete and securing of construction time of RCD concrete, and examples in which a setting delay of several hours to several tens of hours has been reported. However, if it is possible to delay the setting for a longer period of time, it is expected that the application range will be expanded, such as use for construction in which concrete is placed in a relatively long cycle.
Furthermore, it is very convenient if the cement composition in which the setting retarder is added to the cement is used as usual, and the remaining cement composition not used can be reused.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is unclear whether or not a cement composition in which a set retarder is added in a certain amount or more to cement can be used again normally after a certain period of time, and attempts have been made to determine whether or not it can be used normally. Never before.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research to solve the above problems, the present inventors have added gluconic acid or a salt thereof to a cement composition in which 0.15% (weight%, the same applies hereinafter) or more of gluconic acid or a salt thereof is added to the cement weight. After adding 12 hours and adding a dispersant to the cement composition at a time when a slump test is possible, a new finding that the cement composition can be used as usual is obtained, and further research is advanced. This invention was completed.
[0005]
Furthermore, a cement composition in which a certain amount (0.31%) or more of gluconic acid or a salt thereof is added to cement can be used without any problems when a cement dispersant is added thereto. Knowledge was also obtained.
Examples of the salt of gluconic acid used in the present invention include alkaline earth metal salts such as sodium salts, alkaline earth metal salts such as calcium salts, and the like, both of which are known as cement setting retarders.
[0006]
The cement dispersant is not limited and any cement dispersant can be used. Preferred examples of such a dispersant include naphthalene sulfonate-based condensates [e.g., pallic FL, K ( Trademark), manufactured by FPK Co., Ltd.], aromatic aminosulfonic acid polymer compounds [for example, PARIC FP200H (trademark), manufactured by FPK Co., Ltd.], polyether carboxylic acid series Examples thereof include polymer compounds [for example, manufactured by PARIC FP100 (trademark), FPK Corporation, etc.], methylol melamine condensates [for example, manufactured by SECIMENT FF24 (trademark), manufactured by Nippon Sika Corporation, etc.].
[0007]
A preferable range of the amount of gluconic acid or a salt thereof used in the cement composition of the present invention is 0.15 to 0.90%, more preferably 0.31 to 0.75% with respect to the cement weight used. Moreover, the preferable range of the addition amount of the cement dispersant used in the cement composition of the present invention is 0.01 to 1.5%, more preferably 0.02 to 1.2%, based on the cement weight used. A preferred mixing ratio of gluconic acid or a salt thereof and a cement dispersant used in the present invention is
Gluconic acid or its salt / cement dispersant = 0.1-90.0
More preferably, it is 0.25-40.0.
[0008]
In this invention, the cement dispersant may be added 12 hours after the addition of the gluconic acid or a salt thereof to the cement composition in which 0.15% (weight) or more of the gluconic acid or a salt thereof is added to the cement weight. is necessary. The reason why 12 hours have elapsed is that within about 12 hours after the concrete is cast at the construction site, the existing method (construction method) or the existing AE water reducing agent can be used.
In this invention, gluconic acid or a salt thereof is added to a cement composition in an amount of 0.15% or more based on the cement weight. It is necessary to add a cement dispersant to the cement composition. The reason why it is set to 0.15% or more is to delay the pot life until 12 hours have elapsed and to show an addition amount exceeding the range normally used.
[0009]
The cement composition of the present invention can be applied to concrete, mortar, or similar cement hydraulics. The type of cement constituting these cement hydraulics, aggregates or other admixtures blended as necessary. There are no restrictions on the type or amount of the cement. For example, normal Portland cement, early strong Portland cement, moderately hot Portland cement, sulfate-resistant Portland cement, blast furnace cement, silica cement, fly ash cement, white Portland cement Various commercially available cements such as cement, low heat generation cement, high belite type cement, cement for grout, oil well cement, etc. can be appropriately used depending on the application and required performance. In some cases, the physical properties of the cured product can be modified by replacing a part thereof with fly ash, granulated slag powder, siliceous admixture, stone powder or the like. Further, known concrete admixtures such as cement water reducing agents and swelling agents may be used in combination.
[0010]
【The invention's effect】
This invention has the following usage.
In the conventional injection method using cement-type grout material with a short pot life (several hours), tunnel rock, ground reinforcement and water stop, ground improvement, filling of voids around the tunnel, between shield segment and ground Filling of gaps in buildings, stable reinforcement under structures and machines, stable reinforcement under bearings such as bridges, support of slab track plates, filling of gaps between roadbed concrete and ground, filling of dam joints, water supply and sewerage joints Application of water leakage prevention, rock anchor, earth anchor, PC grout, pre-packed concrete, etc. is being planned. However, if the pot life is short, it is necessary to manufacture each time it is used, and there are disadvantages such as variations in characteristics between batches, easy generation of residual materials, a large number of manufacturing times, and labor.
[0011]
In addition, in the construction method in which cast-in-place concrete piles and mortar piles are continuously arranged to construct a columnar retaining wall in the basement, as in the columnar continuous underground wall method, drilling and concrete placement (filling) Will be repeated, but concrete will be produced for each concrete pile, resulting in the same drawbacks as above.
Although the above-mentioned construction method has a suitable long-lasting setting delay action and has lost its fluidity after a long time, it is possible to restore uncured concrete to high-fluidity concrete. In addition, it is finally desired to produce a concrete having substantially the same compressive strength as compared with the concrete containing no setting retarder.
The present invention has been made in response to such a demand, and has a sufficiently long setting delay property, and is restored to a highly fluid concrete at an appropriate time before setting and hardening. An object of the present invention is to provide a concrete production method and a setting retarder that can be used and that can satisfy compressive strength.
[0012]
On the other hand, during construction for about several tens of days, it was necessary in the past if there was a material that showed the performance of a lubricant as a non-hardening material and became curable after the completion of construction. After the construction, the process of replacing the non-curable material and the curable material can be eliminated, and a great labor saving is possible. Or, when replacement has been impossible in the past, the range of use is expanded by taking advantage of the strength that ultimately develops.
[0013]
Also, in the concrete jointing method, it takes a cycle of pouring, filling or laying for several days or more, and between the long-distance tunnel and the ground where it is impossible to take measures to improve the adhesion of the jointed part after hardening. In concrete pouring, the concrete remaining in the conveying pressure feeding pipe is also difficult to be integrated with the new concrete.
[0014]
Such a construction method is expected to have a set retarding action for a long period of time, and finally to have a compressive strength of almost the same level as cement paste, mortar, and concrete with no set retarder added. Yes. The present invention has been made to meet such demands, and also provides a method for producing cement paste, mortar and concrete and a setting retarder that have sufficient long-term setting retardance and satisfactory compressive strength. Objective.
[0015]
Test example 1
In order to select a component having a desired long-term setting retarding performance from among components known as setting retarding agents, citric acid, sodium glucoheptonate, sucrose, Sodium silicofluoride and sodium tripolyphosphate were selected, the amount added was changed, a dispersant was added, and the limit days that could be restored to a high fluidity mortar were compared.

Mixing and fluidization:
[0016]
Kneading mortar approximately 6L with the addition of a predetermined amount of AE water reducing agent Subotica S _A and Table 1 given retarder according at mortar mixer, mini slump cone (Concrete

A mortar having a fluidity of 11 cm slump measured with a 15 cm cone was prepared and stored in a plastic bag. After confirming uncured by tactile sensation, add a suitable amount of dispersant Paric FL (0.05 to 1.5% cement weight) and set the limit days that can be restored to high flow mortar with a target of mini slump of 11 cm. Tested.
The results are as shown in Table 1. The days in the table were defined as the days before the day when the mortar fluidity (mini slump 11 cm) could not be restored by adding a dispersant.
[0017]
[Table 1]
Relationship between the limit days that can be restored to high-flowing mortar and the type of setting retarder

[0018]
Test example 2
Outline of experiment:
Using a forced 100 L pan mixer, 100 L of concrete was produced by kneading 100 L for 90 seconds. The concrete slump and air volume targets were 18 cm and 2%. This concrete was divided into four parts, placed in a polyethylene bag, stored in a room at 20 ± 2 ° C., and transferred to a kneading plate when measuring the change in slump over time, and then tempered. Further, the fluidization of the concrete was transferred to a 50 L pan mixer, a dispersant was added with a target of slump of 18 cm, and the mixture was further stirred for about 30 seconds.

[0019]

[0020]
The relationship between the amount of sodium gluconate added (0 to 0.60%) and the slump immediately after mixing and the slump after 2 to 672 hours (Table 2) when concrete is carried out. Indicates the time to cure. That is, it has a certain amount of slump until 24 hours before the indication of curing, or it can be freely molded.
It shows that the elapsed time until curing increases as the amount of sodium gluconate added increases.
[0021]
[Table 2]
Relationship between sodium gluconate addition and slump change over time

[0022]
Summarize the relationship between the amount of sodium gluconate added and the fluidization possible limit days shown in Test Example 2 (Table 3), and add dispersant to investigate whether high fluidity can be imparted to the dispersant on the recoverable limit date The slump values before and after are shown. In order to impart high fluidity, it was found that any concrete that had passed from 1 to 28 days after kneading could be used by adding an appropriate amount of a dispersant (naphthalenesulfonic acid-based condensate). . Moreover, it was also found that the slump value of the concrete that had passed 1 hour after imparting high fluidity was not rapidly decreased.
Thus, it can be seen that the concrete once kneaded can be restored to the use state after a long period of time only by a simple operation of adding and stirring the dispersant.
[0023]
[Table 3]
Restorable limit date and properties of fluidized concrete

[0024]
[Table 4]
Compressive strength of concrete

Claims

Slump test after 12 hours or more have elapsed after adding gluconic acid or a salt thereof to a cement composition to which gluconic acid or a salt thereof has been added in an amount of 0.15% (weight) or more and 0.9% or less based on the cement weight. A method for restoring fluidity of a cement composition, comprising adding a cement dispersant to the cement composition at a possible time.