JP4377005B2 - 早期強度発現性を有するコンクリートを用いたスリップフォーム工法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,早期強度発現性を有するコンクリートの製造して打設するスリップフォーム工法,より詳しくは,高性能AE減水剤を用いてコンクリートの早期強度を発現させ,そのコンクリートを打設するスリップフォーム工法に関する。
【0002】
【従来の技術】
コンクリート施工において早期強度(初期強度,若材齢強度とも呼ばれる)が特に必要とされることがある。例えば,スリップフォーム工法(滑り型枠工法,滑動型枠工法,スライディングフォーム工法とも呼ばれる)のように,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしにコンクリートを打設する場合には,打設後数時間(例えば4〜5時間)で堰板が移動してコンクリート面が露出するので,この脱型時にコンクリートが自立できるに十分な早期強度を有することが必要になる。
【0003】
このように打設後数時間で或る程度の強度を必要とするコンクリート施工の場合,かような早期強度を得るための処法とし,従来より,次のような対策が単独または複合して採用されてきた。
(1) 材料面での対策:混和剤として硬化促進剤を使用する(効果大)。早強セメントなどの早強性に優れたセメントを使用する(効果小〜中)。
(2) コンクリート製造面での対策:練り混ぜ水に温水を使用するなどして,練り上がり温度を上昇させる(効果小〜中)。
(3) コンクリート施工面での対策:打設したコンクリートを投光器や温風器で加熱し,断熱シートで養生空間を設けるなどして,加熱養生を行う(効果大)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記のような従来の手法のうち,早期強度発現の効果の大きいものには,硬化促進剤の使用と加熱養生が挙げられる。しかし,硬化促進剤の使用は,コストアップのほかにスランプ保持時間が短くなりやすいので施工性確保に問題がある。また加熱養生の場合には,採暖等の加熱養生設備に費用が嵩むとともに建設作業が煩雑になり,安全の確保や建設工程に支障を与えるという問題があった。本発明はこのような問題を解決することを目的としたものであり,非常に簡単な処法で必要な早期強度を発現させ,そのコンクリートを用いたスリップフォーム工法を提供しようとするものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは,高性能AE減水剤の使用の仕方によっては,その本来の流動化目的とは異なり,コンクリートの早期強度を発現させることができることを見い出した。すなわち,流動化コンクリートには高性能AE減水剤が使用されているが,この流動化コンクリートに使用される高性能AE減水剤を分割して添加すると,得られるコンクリートの初期強度が高くなることがわかった。
【0006】
したがって,本発明によれば,高性能AE減水剤を一次添加してコンクリートを練り混ぜ,得られたコンクリートに高性能AE減水剤を二次添加して混合することにより少なくとも材齢4〜5時間における早期強度発現性を有するコンクリートを製造し,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしに前記コンクリートを打設するスリップフォーム工法を提供する。具体的には,高性能AE減水剤を配合してスランプ5〜15cmのベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車に積み込み,打設現場へ搬送後,さらに高性能AE減水剤を該コンクリートに添加することにより少なくとも材齢4時間における早期強度発現性を有するスランプ15〜21cmのコンクリートを製造し,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしに前記コンクリートを打設するスリップフォーム工法を提供する。さらに具体的には,生コンプラントにおいてポリカルボン酸系化合物である高性能AE減水剤を配合してスランプ5〜15cmのベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車に積み込み,次いで打設現場へ搬送後,アジテータ車内のベースコンクリートにポリカルボン酸系化合物である高性能AE減水剤を添加することにより少なくとも材齢4時間における早期強度発現性を有するスランプ15〜21cmのコンクリートを製造し,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしに前記コンクリートを打設するスリップフォーム工法を提供する。
【0007】
換言すれば,本発明は,高性能AE減水剤を一次添加してコンクリートを練り混ぜ,得られたコンクリートに高性能AE減水剤を二次添加してから打設することを特徴とするスリップフォーム工法を提供する。具体的には,高性能AE減水剤を配合してベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートを打設現場に搬送してからさらに高性能AE減水剤を該コンクリートに配合することを特徴とするスリップフォーム工法を提供する。より具体的には,生コンプラントにおいて高性能AE減水剤を配合してスランプ5cm以上,好ましくは8cm以上,さらには8〜15cmのベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車で打設現場に搬送し,次いでアジテータ車内のベースコンクリートに高性能AE減水剤を添加してスランプ8cm以上,好ましくは10cm以上,さらには15〜21cmの流動化コンクリートとし,この流動化コンクリートを打設することからなるスリップフォーム工法を提供する。
【0008】
前記の方法に使用する高性能AE減水剤としては,ポリカルボン酸系化合物を主成分とするものが好ましく,具体的には,スチレン−無水マレイン酸共重合体及びその部分エステル化合物,アリルエーテル−無水マレイン酸共重合体及びその誘導体,(分岐)ペンテニルエーテル−無水マレイン酸共重合体及びその誘導体,(メタ)アクリル酸−(メタ)アクリル酸エステル及びその誘導体を例示することができる。さらに具体的には本発明の高性能AE減水剤は,コンクリート工学 Vol.37, No.6, 1999.6 のP.91-92 に記載されたポリカルボン酸系の市販の高性能AE減水剤(例えば,エヌエムビー社のレオビルドSPシリーズ,エフ・ピー・ケー社のパリックFPシリーズ,花王社のマイティシリーズ,竹本油脂社のチューポールHPシリーズ,グレースケミカルズ社のダーレックススーパー100Pシリーズ,日本シーカ社のシーカメントシリーズ,サンフロー社のサンフローHSシリーズ,レンゴー社のリグエースNR−700)を例示することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明は,高性能AE減水剤の本来の使用目的とは異なり,その使用の仕方を工夫して,所要の施工性を得るとともに,コンクリートの初期強度を発現させるようにしたものである。以下にスリップフォーム工法でサイロ筒体を施工する場合を例として,本発明者らが行なった試験例を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【0010】
スリップフォーム工法では前述のように,コンクリートに求められる性能としては,施工性,構造体強度,耐久性などに加えて,スリップにより脱型した時にコンクリートが自立できるだけの強度,すなわち若材齢強度が求められる。
【0011】
いま,セメント324Kg/m3,フライアッシュ36Kg/m3で合計粉体量360Kg/m3とし,目標スランプ18±2.5cm,目標空気量4±1.5%の流動化コンクリートをスリップフォーム工法で施工するものとし,若材齢強度が4時間で0.05N/mm2が必要であるとする(設計基準強度は35N/mm2)。
【0012】
この条件において,表1に示す基本調合(以下,調合Hと言う)では,20℃の雰囲気において前記の若材齢強度「4時間で0.05N/mm2以上」は達成できない。この基本調合(調合H)は,生コンプラントでAE減水剤を添加して目標スランプ12±2.5cmのベースコンクリートを製造し,これをアジテータ車で打設現場に搬送し,アジテータ車内のベースコンクリートに対して流動化剤を配合して目標スランプ18±2.5cmの流動化コンクリートを得ることを想定したものである。そこで,表2の材料を使用し,表3に示すような各種のコンクリート(調合Ha,HbおよびHc)を製造し,その若材齢強度を調べた。
【0013】
【表1】
【0014】
【表2】
【0015】
【表3】
【0016】
表3において,混和剤の一次添加は,前記のように生コンプラントでのベースコンクリート製造時での添加を想定したもの,二次添加は現場でのアジテータ車で添加して流動化コンクリートとすることを想定したものであるが,試験での練り混ぜは,強制2軸型ミキサ(容量100L)を使用し,細骨材,セメント,粗骨材を投入して30秒空練り後,混練水と一次添加用混和剤を投入して90秒練り混ぜた。その後,混和剤を二次添加したものは,さらに0〜30分後に,二次添加用混和剤を添加し60秒練り混ぜた。
【0017】
調合Hでは,前記のようにベースコンクリートでの目標スランプが12cm,流動化コンクリートでの目標スランプが18cmとなるようにAE減水剤(商品名:ポゾリス78S)および流動化剤(商品名:レオビルドNP20)の添加量を調整した。調合Haは,調合Hでの流動化剤の添加時に耐寒促進剤を併用したものであり,耐寒促進剤の添加量は結合材100Kgに対し1000mL(混練水内割)とした。
【0018】
調合Hbと調合Hcは, 高性能AE減水剤(商品名:レオビルドSP8N)を一括添加したものと分割添加したものであるが,その添加量と練り上がり時の性状を表4に調合Hと対比して示した。
【0019】
【表4】
【0020】
表4の結果に見られるように,調合Hcの分割添加では高性能AE減水剤の合計使用量はC×1.3 %であり,この合計使用量は,調合Hbの一括添加の使用量C×1.7 %よりも少ないけれども十分なスランプ値が得られている。
【0021】
得られた各調合のコンクリートからφ10×20cmの供試体をJISA 1138によって成形し,雰囲気温度20℃で試験材齢まで養生し,JISA 1216に従って若材齢時の圧縮強度を測定した。その結果を表5および図1に示した。
【0022】
【表5】
【0023】
表5および図1の結果に見られるように,AE減水剤と流動化剤を用いた標準調合Hに対し,耐寒促進剤を使用した調合Haや高性能AE減水剤を使用した調合HbやHcでは,若材齢強度が増加している。調合HbやHcで若材齢強度が増強しているのは高性能AE減水剤の働きによる。すなわち通常のAE減水剤や流動化剤に比べて高性能AE減水剤ではセメント粒子の分散性が一層高まったので,セメントの水和反応効率が向上し,このことが強度発現に寄与したと考えてよい。
【0024】
しかし,高性能AE減水剤を一括添加する調合Hbにおいては,材齢4時間強度が0.03N/mm2であり,また材齢5〜6時間でもそれほど向上していないのに対し,高性能AE減水剤を分割添加した調合Hcのものは材齢4時間での圧縮強度0.08N/mm2(調合Hの4倍)が得られ,目標の0.05N/mm2以上が達成されている。このように,高性能AE減水剤一括添加に比べて分割添加では若材齢強度が倍増している点が特徴的であるが,これは,同じ施工性を得る時,一括添加するより分割添加した方が高性能AE減水剤の使用量が少なくなる為(表4参照),水和反応に対する遅延効果が小さくなり,このことが強度発現性に寄与すると考えてよい。
【0025】
したがって,調合Hcのコンクリートはスリップフォーム工法に十分に対応できるものであり,実際の施工においては,生コンプラントにおいて高性能AE減水剤を配合して目標スランプ10〜15cm(例えば12cm)のベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車で打設現場に搬送し,次いでアジテータ車内のベースコンクリートに高性能AE減水剤を添加して目標スランプ15〜21cm(例えば18cm)の流動化コンクリートとし,この流動化コンクリートを打設すれば,材齢4時間での強度0.05N/mm2以上を十分に満たすことができる。
【0026】
もちろんスリップフォーム工法に限らず,早期強度が必要な施工の場合にも本発明を適用でき,高性能AE減水剤の分割添加の配分比や合計添加量,分割添加時期等をその施工に応じて調整することにより,その施工に適した早期強度と流動性を具備したコンクリートを得ることができる。
【0027】
【発明の効果】
以上説明したように,本発明によれば,高性能AE減水剤の使用によって打設後数時間で強度が高くなるコンクリートを用いたスリップフォーム工法が可能となる。このため硬化促進剤の使用によるスランプ保持時間の低下といった問題や,加熱養生などの施工上の問題もなく,簡単にコンクリートの早期強度を発現させることができるようにり,このスリップフォーム工法を実施する場合にこれまでのものにはない効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明法に従うコンクリートの若材齢強度を比較例のものと対比して示した図である。
Claims (2)
- 高性能AE減水剤を配合してスランプ5〜15cmのベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車に積み込み,打設現場へ搬送後,さらに高性能AE減水剤を該コンクリートに添加することにより少なくとも材齢4時間における早期強度発現性を有するスランプ15〜21cmのコンクリートを製造し,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしに前記コンクリートを打設するスリップフォーム工法。
- 生コンプラントにおいてポリカルボン酸系化合物である高性能AE減水剤を配合してスランプ5〜15cmのベースコンクリートを製造し,このベースコンクリートをアジテータ車に積み込み,次いで打設現場へ搬送後,アジテータ車内のベースコンクリートにポリカルボン酸系化合物である高性能AE減水剤を添加することにより少なくとも材齢4時間における早期強度発現性を有するスランプ15〜21cmのコンクリートを製造し,堰板(型枠)をスライディングさせながら打継ぎ目なしに前記コンクリートを打設するスリップフォーム工法。
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