JP4124422B2 - 吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を用いた流動性調整方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、吹付けセメントコンクリート(ここでコンクリートとは、ペースト、モルタル、コンクリートを総称する。)の流動性を調整するために使用される流動性調整剤、及びそれを用いた流動性調整方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来からセメントコンクリートの流動性調整剤には、減水剤として知られているナフタレンスルホン酸塩、リグニンスルホン酸塩、メラミンスルホン酸塩、ポリカルボン酸塩等を主成分とするものが知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、吹付けセメントコンクリートとして使用する場合、従来の流動性調整剤を使用して流動性を調整すると、凝結速度を遅延したり、初期或いは長期の強度発現を阻害する等の問題があった。特に低温(10℃以下)では上記問題が顕著に発生する場合が多く、冬季の吹付け施工では付着が悪くリバウンドや剥落が多くなる等の課題があった。
また、施工上の理由により、セメントコンクリートを練り置いて数時間後に吹付け施工に使用する場合は、オキシカルボン酸類単独或いは減水剤と併用したものが使用されているが、強度発現を大きく阻害してしまう課題があった。
従って、凝結速度を遅延したり、初期或いは長期の強度発現を阻害しない流動性調整剤が強く要望されている。
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、特定の成分を組み合わせることにより、急結剤を添加した場合でも凝結速度を遅延したり、練り置いても初期或いは長期の強度発現を阻害しない吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を開発することに成功した。
【0004】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明は、(1)セッコウ、(2)ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの1種又は2種以上からなるケイ酸塩類及び(3)オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、急結剤を添加する前の吹付けセメントコンクリートに配合することを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法であり、(1)セッコウ、(2)ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの1種又は2種以上からなるケイ酸塩類及び(3)オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、吹付けセメントコンクリートに添加した後、急結剤を添加してなることを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法であり、該吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤に、さらに減水剤を併用添加することを特徴とする、該吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法である。
【0005】
【本発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
【0006】
本発明で使用するセッコウとは、強度発現を改善する目的で使用する物質である。例えば、無水セッコウ、二水セッコウ、半水セッコウ等が挙げられる。これらの中で強度発現性を向上する効果の大きい無水セッコウの使用が好ましい。
セッコウの使用量は、ケイ酸塩類100質量部に対して10〜500質量部が好ましく、20〜200質量部がより好ましい。10質量部未満では、強度発現性の改善効果が小さく、500質量部を越えるとモルタルの流動性に悪影響を与える場合がある。
【0007】
本発明で使用するケイ酸塩類とは、急結剤が添加されたときの凝結性状を良好にする目的で使用する物質である。例えば、ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。安価で入手容易なケイ酸ナトリウムの使用が好ましい。
ケイ酸塩類の使用量は、セメント100質量部に対して0.5〜10質量部が好ましく、1〜5質量部がより好ましい。0.5質量部未満では急結剤が添加されたときの凝結性状を改善することが難しく、10質量部を越えると流動性に悪影響を与える場合がある。
【0008】
本発明で使用するオキシカルボン類とは、モルタルの流動性保持を良好にする物質である。例えば、クエン酸、酒石酸、リンゴ酸、グルコン酸や、これらのアルカリ金属塩等が挙げられる。これらの中で、凝結時間をコントロールしやすいアルカリ金属塩の使用が好ましい。
オキシカルボン酸類の使用量は、ケイ酸塩類100質量部に対して、1〜400質量部が好ましく、2〜200質量部がより好ましい。1質量部未満では流動性保持効果が小さく、400質量部を越えると強度発現を阻害する場合がある。
【0009】
本発明で使用する減水剤とは、モルタルの流動性を良好にする物質である。例えば、一般に市販されているナフタレンスルホン酸塩系、メラミンスルホン酸塩系、リグニンスルホン酸塩系、ポリカルボン酸塩系等の減水剤が挙げられる。 減水剤の使用量は、ケイ酸塩類100質量部に対して0.5〜300質量部が好ましく、2〜200質量部がより好ましい。0.5質量部未満では流動性を向上させる効果が小さく、300質量部を越えると流動性が大きくなりすぎ吹付けたときの跳ね返りや脱落の発生が多くなる場合がある。
【0010】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤の使用量は、セメント100質量部に対して0.2〜10質量部が好ましく、0.5〜5質量部がより好ましい。0.2質量部未満では、流動性を向上させる効果が小さく、10質量部を越えると凝結や強度発現性を阻害する場合がある。
【0011】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を用いた流動性調整方法は、特に限定されるものではなく、水を加えてセメントコンクリートを製造するときに本発明の流動性調整剤を添加し練り混ぜて調整すればよい。
【0012】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用するセメントコンクリートは、特に限定されるものではなく、JISに規定されているポルトランドセメント類を使用したセメントコンクリートであればよい。
【0013】
本発明の流動性調整剤は、急結剤を添加する吹付けセメントコンクリートに適用される。急結剤の種類としては、一般に市販されているものであれば特に限定されるものではない。例えば、カルシウムアルミネート系急結剤(粉体)、カルシウムサルホアルミネート系急結剤(粉体)、アルミン酸塩系急結剤(粉体又は液体)、硫酸アルミニウム系急結剤(粉体又は液体)、ケイ酸塩系急結剤(粉体又は液体)等が挙げられる。
【0014】
本発明の流動性調整剤は、各種混和材、例えば、膨張材、防凍剤、ポリマー混和剤、防錆剤、収縮低減剤、増粘剤、シリカフューム、石灰石微粉末、高炉スラグ、フライアッシュ、粘土鉱物等の無機粉末、繊維等を併用することが可能である。
【0015】
【実験例】
以下、実験例に基づき詳細に説明する。
【0016】
実験例1
セメント360kg/m3、粗骨材708kg/m3、細骨材1013kg/m3及び水194kg/m3とし、コンクリートを調製した。このコンクリートに、ケイ酸塩類100質量部、オキシカルボン酸類30質量部、及び表1に示す割合のセッコウからなる流動性調整剤をセメント100質量部に対して5質量部加え、スランプ保持時間と圧送性を測定した。結果を表1に示す。
また、比較例として、コンクリートにオキシカルボン酸類をセメント100質量部に対して1.0質量部添加し、同様の実験を行った(実験No.1-1)。
【0017】
【表1】
【0018】
(使用材料)
セメント:電気化学工業社製、普通ポルトランドセメント、比重3.15
細骨材:新潟県姫川産川砂、比重2.62
粗骨材:新潟県姫川産川砂利、比重2.65
ケイ酸塩類:ケイ酸ナトリウム、市販品
セッコウ:天然セッコウ、市販品、ブレーン値4000cm2/g
オキシカルボン酸類:クエン酸ナトリウム、市販品
【0019】
(測定方法)
スランプ保持時間:スランプの測定はJIS A 1101に準拠し、保持時間は、流動性調整剤を添加し練り混ぜた直後からスランプが10cmになるまでの時間で示した。
圧送性:流動性調整剤を混合してコンクリートポンプでホース圧送し、ホースに脈動がなく連続的に圧送できた場合を○、ホースに脈動が認められるがほぼ連続的に圧送できた場合を△、ホースに脈動が認められ連続的に圧送できなかった場合を×とした。
【0020】
表1から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、セッコウを使用するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。セッコウを使用しない場合は、スランプ保持時間が短くなり、材料分離ぎみとなり圧送性が若干悪くなった。
また、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用したコンクリートは、オキシカルボン酸類を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【0024】
実験例3
ケイ酸塩類100質量部、セッコウ50質量部、表3に示す割合のオキシカルボン酸類からなる流動性調整剤をセメント100質量部に対して5質量部加えたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表3に示す。
【0025】
【表3】
【0026】
表3から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、オキシカルボン酸類を使用するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。オキシカルボン酸類を使用しない場合は、スランプ保持性能は殆どなかった。
【0027】
実験例4
ケイ酸塩類100質量部、オキシカルボン酸類30質量部、セッコウ50質量部からなる流動性調整剤を作製し、セメント100質量部に対して表4に示す割合で加えた以外は実験例1と同様に行った。結果を表4に示す。
【0028】
【表4】
【0029】
表4から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、その使用量が増加するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。流動性調整剤を使用しない場合は、スランプ保持性能は殆どなかった。
【0030】
実験例5
ケイ酸塩類100質量部、オキシカルボン酸類30質量部、セッコウ50質量部からなる流動性調整剤を調整し、セメント100質量部に対して5質量部加え、減水剤をケイ酸塩類100質量部に対して表5に示す割合で加えたこと以外は実験例1と同様に行った。結果を表5に示す。
また、比較例として、減水剤100質量部とオキシカルボン酸類100質量部からなる混合物をセメント100質量部に対して1.0質量部添加し、同様の実験を行った(実験No.5-1)。
【0031】
(使用材料)
減水剤:メラミンスルホン酸塩系減水剤、市販品
【0032】
【表5】
【0033】
表5から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、減水剤の使用量が増加するとスランプ保持時間が長くなる傾向を示し、圧送性が良好であることが判る。また、減水剤とオキシカルボン酸類の混合物を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【0034】
実験例6
セメント100質量部、骨材300質量部、水58質量部からなるモルタルを調製した。そのモルタルに、ケイ酸塩類100質量部、オキシカルボン酸類30質量部、及び表6に示す割合のセッコウからなる流動性調整剤をセメント100質量部に対して5質量部加え、急結剤をセメント100質量部に対して固形分で7質量部加え、凝結性状と圧縮強度を測定した。結果を表6に示す。
また、比較例として、モルタルにオキシカルボン酸類をセメント100質量部に対して1.0質量部添加し、同様の実験を行った(実験No.6-1)。
【0035】
(使用材料)
急結剤A:電気化学工業社製、アルミン酸塩系液体急結剤、固形分50%
急結剤B:電気化学工業社製、カルシウムアルミネート系急結剤
【0036】
(測定方法)
凝結性状:土木学会基準「吹付けコンクリート用急結剤品質規格(JSCE D 102)」に準じて凝結時間を測定した。
圧縮強度:JIS R 5201に準じて測定した。養生方法は20℃水中養生。測定材齢は3時間、28日。なお、3時間材齢で測定する供試体は20℃気中養生した。
【0037】
【表6】
【0038】
表6から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、急結剤を添加した場合、セッコウを使用すると凝結時間の始発が長くなるが終結は余り変わらず、初期(3時間)の圧縮強度が増加する傾向を示すことが判る。
また、オキシカルボン酸類を添加した比較例と比べ優れた性状を示すことが判る。
【0039】
実験例7
ケイ酸塩類100質量部、セッコウ50質量部、表7に示す割合のオキシカルボン酸類からなる流動性調整剤をセメント100質量部に対して5質量部加えた以外は、実験例6と同様に行った。結果を表7に示す。
【0040】
【表7】
【0041】
表7から、本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤は、急結剤を添加した場合、オキシカルボン酸類を使用すると凝結時間の始発が長くなるが終結は変わらない傾向を示し、初期(3時間)の圧縮強度が減少する傾向を示すことが判る。
【0042】
【発明の効果】
本発明の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を使用することで、従来の流動性調整剤を用いたときより急結剤を添加しても初期の強度発現を遅らせることがなく、長期の強度発現も阻害することがない。また、セメントコンクリートを数時間練り置いて使用しても流動性の変化が小さく、急結剤を添加したときの吹付け性状にも影響を与えない等の効果を発揮する。
Claims (3)
- (1)セッコウ、(2)ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの1種又は2種以上からなるケイ酸塩類及び(3)オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、急結剤を添加する前の吹付けセメントコンクリートに配合することを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
- (1)セッコウ、(2)ケイ酸リチウム、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウムからなる群のうちの1種又は2種以上からなるケイ酸塩類及び(3)オキシカルボン酸類からなる吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤を、吹付けセメントコンクリートに添加した後、急結剤を添加してなることを特徴とする、吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
- 請求項1又は2記載の吹付けセメントコンクリート用流動性調整剤に、さらに減水剤を併用添加することを特徴とする、請求項1又は2記載の吹付けセメントコンクリートの流動性調整方法。
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- 2002-04-17 JP JP2002114152A patent/JP4124422B2/ja not_active Expired - Lifetime
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