JP4258201B2 - コンクリートの製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、コンクリートの製造方法に係り、特に、流動性が高くワーカビリティに優れたコンクリートを製造するうえで好適なコンクリートの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、コンクリートの製造は、コンクリートミキサーに順次、粗骨材、混和材、セメント、水、および混和剤を投入して攪拌することにより行われている。このうち混和剤は、コンクリートの流動性等のワーカビリティを高めるべく、セメント粒子を分散させるために用いられる。特に、近年では、セメント粒子の帯電による静電反発作用によりセメント粒子を分散させる化学混和剤が普及しており、例えばＡＥ剤、ＡＥ減水剤、高性能ＡＥ減水剤等が用いられている。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−３７７２１号公報
【０００４】
【特許文献２】
特開平６−１４４９０８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、高強度コンクリートあるいは高流動コンクリートを製造する場合や、フライアッシュ・高炉スラグ微粉末、再生骨材を製造する際に発生する微粒分等が多用される場合等には、従来のコンクリート製造の場合と比べて、セメントと混和材の混合体である結合材量が多くなる。結合材の使用量が多くなった場合、コンクリートの単位量当りに必要な混和剤の量も多くなり、粘性が大きくなることが経験上認められる。このために、コンクリートの製造単価の増大を招き、また、結合材の性質（特に混和剤を吸着する性質）によっては、安定したフレッシュコンクリートの性状を得られない等の不都合が生ずる。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、混和剤の使用量を抑えつつ、ワーカビリティに優れたコンクリートを製造できるようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、結合材の量が多くなるほど、コンクリートの単位量当たりに必要な混和剤の量が増大するのは、結合材を構成する微粒子が互いに凝集して、コンクリート製造時の攪拌による微粒子の分散が十分になされなくなるためと考えた。その根拠は、例えば、岩盤の止水処理のために節理に注入するグラウト材に超音波をかけて加振すると、グラウト材の浸透性が大幅に向上する傾向が認められるが、これは、グラウト内の凝集していた粒子が超音波振動により分散されると考えられること等による。
【０００８】
そして、多量の結合材が用いられる場合には、混和剤を用いても凝集した微粒子を十分に分散することができなくなるため、混和剤の効果は結合材の量が多くなるほど低下するのである。その結果、製造されたコンクリートの流動性が低下し、粘性が大きくなってワーカビリティが悪化してしまい、あるいは、所望のワーカビリティを得るために多量の混和剤が必要となって、コンクリート製造単価が増大してしまう。
【０００９】
そこで、本発明では、第１の工程において、せん断ミキサーにより結合材、水、および混和剤を含んだセメントスラリーをせん断しながら混練することで、結合材に含まれる微粒子を十分に分散させる。その際、骨材はまだ混ぜていないので、骨材がせん断ミキサーで破壊されることはない。しかる後に、第２の工程において、このセメントスラリーを骨材に投入して更に攪拌する。これにより、混和剤を多用することなく、微粒子が分散したワーカビリティに優れたコンクリートを製造することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の一実施形態であるコンクリートの製造方法における工程の流れを模式的に示す図である。
【００１１】
図１に示すように、先ず、工程Ａにおいて、水、結合材（セメントと混和材）、および混和剤が、スラリー混練ミキサー等の混練槽１０へ投入されて混練される。次に、工程Ｂにおいて、混練された水、結合材、および混和剤を含むセメントスラリーが高速せん断ミキサー２０へ投入されて更に混練される。
【００１２】
図２は、高速せん断ミキサー２０を拡大して示す正面図である。図２に示すように、高速せん断ミキサー２０は、縦型のドラム２２を備えている。ドラム２２の中央には、縦方向に延びる回転シャフト２４が設けられている。回転シャフト２４の周囲には多数のせん断翼２６が設けられている。また、ドラム２２の内周面にも、せん断翼２６と干渉しない高さに、多数のせん断翼２８が設けられている。回転シャフト２４側のせん断翼２６と、ドラム２２側のせん断翼２８とは微小な隙間を隔てて上下に重なり合うように配置されている。また、回転シャフト２４の最上段には、回転翼３０が傾斜して設けられており、上方から投入されたセメントスラリーをドラム２２の下方へ送り込むようになっている。
【００１３】
回転シャフト２４が回転すると、せん断翼２６も回転する。このため、回転翼３０により上方から送り込まれてせん断翼２６，２８間の隙間に入ったセメントスラリーが、せん断翼２６，２８によりせん断されることで、セメントスラリー内の凝集した微粒子が分散される。なお、せん断翼２６，２８は、その回転攪拌による空気の巻き込みが生じないように、全てのせん断翼２６，２８および回転翼３０がセメントスラリー内に完全に浸かった状態で回転させるものとする。また、ドラム２２の下底面には開口部が設けられており、ドラム２２の最下部に達したセメントスラリーはこの開口部を通って、図２中に矢印で示すようにドラム２２の外側を上方に押し上げられ、再び、回転翼３０によりドラム２２内へ送り込まれる。
【００１４】
図３および図４は、高速せん断ミキサー２０の別の構成例を示す。ここでは、４軸タイプの高速せん断ミキサーの例を示しており、図３は正面図、図４は平面図である。図３および図４に示すように、混練容器１０２の内側に、４本の回転シャフト１０４が設けられている。各回転シャフト１０４には、多数のせん断翼１０６が設けられている。また、混練容器１０２の内壁面にも、多数のせん断翼１０８が設けられている。各回転シャフト１０４のせん断翼１０６は、隣接する回転シャフト１０４のせん断翼１０６および混練容器１０２のせん断翼１０８と微小な隙間を隔てて上下に重なり合うように設けられている。そして、各回転シャフト１０４が隣接する回転シャフト１０４と反対向きに回転駆動されることで、せん断翼１０６，１０８の間の隙間に入ったセメントスラリーがせん断され、これにより、セメントスラリー内の微粒子が分散される。
【００１５】
以上のように、セメントスラリーが高速せん断ミキサー２０でせん断されながら混練された後、工程Ｃにおいて、攪拌ミキサー４０へ粗骨材および細骨材と共に投入されて更に混練され、これにより、コンクリートが完成する。
【００１６】
以上説明した本実施形態のコンクリート製造方法によれば、結合材、水、および混和剤を混合したセメントスラリーを高速せん断ミキサー２０で混練することで、結合材に含まれる微粒子を凝集状態から分散させることができる。このため、混和剤を多用しなくても、製造されたコンクリートの流動性が高まり、これにより、ワーカビリティが向上する。すなわち、本実施形態によれば、混和剤の使用量を抑えてコスト削減を図りつつ、ワーカビリティの優れたコンクリートを製造することができる。また、セメントの微粒子が分散することにより反応性が高まるので、コンクリート強度の発現性を向上させることもできる。
【００１７】
また、混和剤の吸着性が高い結合材や、品質が安定しない結合材が用いられる場合にも、微粒子を十分に分散させることができるので、安定した混和剤の効果が期待できる。この点でも、混和剤の使用量の低減が図られることになる。
【００１８】
また、本実施形態では、高速せん断ミキサー２０として縦型のせん断ミキサーを用い、せん断翼によるセメントスラリーの混練を、せん断翼がセメントスラリーに完全に浸かった状態で行うようにしているので、セメントスラリーの攪拌に伴ってコンクリート内に空気が巻き込まれるのを防止することができる。
【００１９】
さらに、高速せん断ミキサー２０で結合材、水、および混和剤を攪拌して微粒子を分散させた後、攪拌ミキサー４０にて骨材と共に攪拌するようにしているので、骨材が高速せん断ミキサー２０によって破壊されてしまうのを防止できる。
【００２０】
【発明の効果】
本発明によれば、混和剤の使用量を抑えつつ、ワーカビリティに優れたコンクリートを製造することができる
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態であるコンクリートの製造方法における工程の流れを模式的に示す図である。
【図２】 本実施形態において用いられる高速せん断ミキサーを拡大して示す正面図である。
【図３】 高速せん断ミキサーの別の構成例を示す正面図である。
【図４】 図３の高速せん断ミキサーの平面図である。
【符号の説明】
１０ 混練槽
２０ 高速せん断ミキサー
２２ ドラム
２４，１０４ 回転シャフト
２６，２８，１０６，１０８ せん断翼
４０ 攪拌ミキサー

Claims (1)

1. 結合材、水、および混和剤を含むセメントスラリーを混練する第１の工程と、該第１の工程で混練したセメントスラリーを骨材に投入して混練する第２の工程とを含み、前記第１の工程では、隙間を隔てて互いに実質的に平行に設けられた固定翼及び可動翼を備え、前記可動翼を前記隙間を保った状態で移動させるせん断ミキサーを用いて、前記隙間に導入した前記セメントスラリーをせん断することにより混練することを特徴とするコンクリートの製造方法。

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